3nm 공정 적용한 애플 M3 시리즈 발표, 새로운 MacBook Pro 및 iMac 24 출시

2023.11.01. 09:48:35

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애플(Apple)이 차세대 애플 실리콘 M3 시리즈 및 이를 탑재한 Mac 신제품을 발표했다.

애플은 30일(현지시간) 예고한 대로 온라인 애플 이벤트를 열고 업계 최초의 PC용 3나노미터(3nm) 공정 기술을 적용한 M3, M3 Pro 및 M3 Max를 발표하고, 이들 최신 M3 칩을 탑재한 새로운 MacBook Pro 14 및 16을 비롯해 M1 칩 이후에 업데이트가 없었던 iMac도 새로운 M3 칩을 적용한 iMac 24 모델을 선보였다.

애플 CEO 팀 쿡(Tim Cook)은 애플 실리콘으로 Mac은 완전히 탈바꿈했으며 개인용 컴퓨터 사상 가장 역량 있는 라인업을 탄생시켰다고 밝혔다. 또한 이러한 혁신은 애플의 세계적인 하드웨어 팀, 소프트웨어 팀, 실리콘 팀의 협력을 통해 오직 애플만이 가능한 깊은 통합이 이뤄졌기 때문이라고 언급했다.

3분기 Mac 출하량 감소로 M3 시리즈 동시 발표?

애플은 기존 M 시리즈 라인업 발표와 달리 M3 시리즈는 M3,. M3 Pro, 그리고 M3 Max 칩을 동시에 공개했다. TSMC의 3nm 공정 기술을 사용하는 애플 M3 칩 제품군은 차세대 GPU 아키텍처와 향상된 성능의 CPU, 향상된 속도의 뉴럴 엔진(Neural Engine) 처리 속도, 대폭 확장된 통합 메모리 지원을 갖췄다.

보통은 전력 효율성이 높은 M3와 이를 탑재한 저전력 Mac 신제품을 공개한 후 충분한 시간이 지난 후에 성능이 향상된 M3 Pro, M3 Max를 추가하여 판매량을 올리는게 일반적인 애플의 전략이다.

그러나 시장분석기관 가트너(Gartner)에 따르면 올해 3분기 전세계 PC 출하량은 9% 감소하면서 8분기 연속 감소세를 이어갔고, 특히 교육시장에 어필할 수 있는 저렴한 크롬북(Chromebook) 같은 제품을 보유하지 못한 업체들의 감소폭이 더욱 컸다.

애플의 글로벌 Mac 판매량은 올해 3분기에 전년 동기 대비 무려 24.2% 하락하면서 시장 평균 하락률을 크게 넘어선 판매 부진을 겪었으며, 미국 시장에서는 이보다 더 큰 폭인 25.8% 감소하면서 애플이 주머니 속 카드를 하나씩 여유롭게 꺼낼 상황이 되지 못한 것이다.

물론 애플의 3분기 실적 중에서 가장 하락률이 높은 쪽은 iPad(-19.83%)이기 때문에 7.34% 감소한 Mac은 그나마 선방한 것이라고 볼 수도 있지만, 애플이 이미 USB-C 충전을 지원하는 새로운 Apple Pencil과 중국 시장을 타겟으로 하는 10세대 iPad를 발표하면서 판매량 감소에 대응하는 조치를 시작했고, 오늘 발표한 M3 칩이 들어간 iPad Pro를 내년에 출시한다면 곧 회복될 것으로 예상된다.

아무튼 3분기 Mac 판매 부진을 통해 신제품, 그것도 단순한 저전력 보급형이 아닌 고성능 MacBook Pro 출시가 있어야 4분기 판매량을 끌어올릴 수 있다는 생각에 M3 시리즈가 모두 등장하고 이를 탑재한 MacBook Pro 14 및 16이 업데이트 된 것으로 보인다.

데스크탑 PC 역시 이미 M2부터 M2 Ultra까지 모든 스펙을 갖춘 Mac mini와 Mac Studio보다 M1 이후 업데이트가 없었던 iMac의 M3 버전을 출시하는게 더 많은 수요를 가져올 거라고 생각한듯 싶다.

차세대 GPU 아키텍처 도입한 M3 시리즈

M3 시리즈에 탑재된 차세대 GPU 아키텍처는 속도와 효율성이 모두 향상되었으며, 다이내믹 캐싱(Dynamic Caching)이라는 새로운 기술을 도입한 동시에 하드웨어 가속형 레이 트레이싱(Ray Tracing) 및 메시 셰이딩(Mesh Shading)과 같은 신규 렌더링 기능을 Mac에 최초로 구현했다.

기존의 GPU 아키텍처는 다음 작업에 할당할 로컬 GPU 메모리 용량을 소프트웨어가 컴파일 시점에서 결정하기 때문에 메모리 사용량이 가장 많은 1개의 작업을 기준으로 모든 작업에 같은 용량을 예비해놓는 방식이라 복잡한 프로그램을 구동할 때 GPU 활용률이 떨어진다.

반면 M3에 탑재된 애플의 새로운 GPU 아키텍처는 하드웨어에서 로컬 메모리 사용을 실시간으로 할당하는 다이내믹 캐싱을 바탕으로 각 작업에 정확히 필요한 메모리 용량만 사용되므로 GPU 평균 사용률을 극대화하고 최고 사양의 전문가용 앱 및 게임 성능을 향상시킨다.

애플이 이 방식이 업계 최초의 기술로 개발자들에게 투명하게 공개되고 새로운 GPU 아키텍처의 초석이 된다고 설명하고 있다.

새로운 GPU의 하드웨어 가속형 메시 셰이딩을 Mac에 도입하여 지오메트리 프로세싱에 향상된 성능 및 효율을 제공하고, 게임 및 고사양 그래픽 앱에서 시각적으로 더욱 정교한 장면을 연출할 수 있게 해준다.

PC 뿐만 아니라 콘솔 게임기와 휴대용 게임기, 스마트폰까지 업계 전체로 지원 범위가 늘어나는 하드웨어 가속 레이 트레이싱도 적용된다. 레이 트레이싱은 장면과 상호작용하는 빛의 속성을 모델링하여 실제와 비슷한 이미지를 만들 수 있게 해주는데, 새로운 그래픽 아키텍처를 통해 M3 칩은 기존 M1 칩 제품군 대비 최대 2.5배 빠른 속도를 구현할 수 있게 해준다.

최신 3nm 공정 기술을 바탕으로 한 M3의 GPU는 절반에 가까운 전력으로도 M1과 동일한 성능을 제공하며, 피크 수준에서는 최대 65% 향상된 성능을 발휘한다. M3 시리즈의 렌더링 성능은 M1 시리즈보다 최대 2.5배, M2 시리즈보다 최대 1.8배 빠른 것으로 나온다.

전력 효율성 향상에 중점을 둔 M3 시리즈 CPU

M3, M3 Pro 및 M3 Max에 탑재된 차세대 CPU는 성능 및 효율 코어의 아키텍처 개선을 증명한다. 성능 코어의 처리 속도가 M1 제품군 대비 최대 30% 향상되었으며, 효율 코어의 처리 속도는 M1의 효율 코어 대비 최대 50% 향상됐다.

다만 CPU 성능 비교 기준을 M3 시리즈가 아니라 직전 세대에 해당하는 M2 시리즈와 비교하면 성능 코어는 15%, 효율 코어는 30%로 성능 향상은 절반 정도로 내려간다.

두 코어의 결합으로 M3 칩은 절반 수준의 전력으로 M1과 동일한 멀티스레드 성능을 제공하고, 피크 수준에서 최대 35% 향상된 성능을 자랑하는 CPU를 구축할 수 있다는 것이 애플의 설명이다.

애플이 인텔에 비해 나은 점은 TSMC 최신 공정 기술을 활용해 전력 효율성(와트당 성능)을 계속 올릴 수 있다는 점이다. 13세대 인텔 프로세서가 여전히 인텔 7 공정(실제로는 개선된 10nm)에 머물고 있기 때문에 발열과 소비전력 증가를 피할 수 없는 반면, 애플은 M3 시리즈가 12코어 인텔 코어 i7-1360P 대비 동일한 CPU 성능을 1/4 전력으로, 그리고 동일한 GPU 성능을 1/5 전력으로 발휘할 수 있다고 주장한다.

M3 시리즈의 뉴럴 엔진 성능도 M1 시리즈 대비 60% 빨라졌으나 직전 세대인 M2 시리즈와 비교하면 15% 향상으로 CPU 성능 코어 기준과 크게 다르지 않다. 이번 세대 애플의 최우선 목표가 GPU 아키텍처 및 성능 개선이고 CPU와 NPU는 이전 세대보다 15% 향상으로 만족한 것이 아닌가 하는 생각이다.

하지만 일반 x86 윈도우 PC에서도 사용자가 성능 향상을 가장 크게 체감하는 부분은 외장 그래픽 카드 업그레이드를 통해 게임 및 고사양 그래픽 앱을 구동하는 것이기 때문에 애플 발표대로라면 M3 시리즈 Mac을 구매한 일반 유저들의 만족도는 오히려 다른 어느 때보다 높아질 것으로 예상된다.

M3 시리즈에 들어간 미디어 엔진은 H.264 및 HEVC(H.265)에 대한 하드웨어 가속과 애플 ProRes 및 ProRes RAW 코덱 지원에 이어 새롭게 AV1 코덱에 대한 디코딩 기능이 추가되어 유튜브(YouTube)나 넷플릭스(Netflix)에서 스트리밍 시에 전력 효율적인 재생이 가능해진다.

CPU/GPU로 메모리 대역폭 바뀌는 M3 시리즈

TSMC 최신 3nm 공정 기술을 사용하는 M3 시리즈는 기본형 M3가 기존 M2 대비 50억 개 늘어난 250억 개의 트랜지스터를 집적했으며, 최상위 모델 M3 Max는 250억 개가 증가한 920억 개까지 트랜지스터 집적도를 높였다.

반면 중간급에 해당하는 M3 Pro의 트랜지스터 숫자는 370억 개로 오히려 M2 Pro(400억 개)보다 30억 개가 줄어든 것으로 나타났다. 이는 M3 Pro의 CPU 구성이 바뀌었기 때문인데, GPU 코어도 18개로 줄었으나 하드웨어 가속 레이 트레이싱 및 메시 셰이딩을 위한 GPU 아키텍처 변경이 있었기 때문에 단순히 코어 갯수로만 판단하기 어렵다.

CPU 및 GPU 구성에 따라 메모리 대역폭과 메모리 용량에도 차이가 있다. M2 시리즈는 메모리 대역폭이 칩마다 고정되어 각각 100GB/s(M2), 200GB/s(M2 Pro), 400GB/s(M2 Max)로 분명하게 명시하고 있었으나, 이번 M3 시리즈를 발표할 때는 이상하게 애플이 메모리 대역폭에 대해 설명하거나 이를 표시하지 않았다.

이에 대한 정보는 M3 시리즈가 탑재된 애플의 신형 MacBook Pro 스펙에서 찾아볼 수 있는데, M3는 CPU 및 GPU 구성이 하나 뿐이라 100GB/s로 이전 모델과 동일하지만, M3 Pro 및 M3 Max는 낮은 단계의 CPU/GPU 코어 옵션을 선택할 경우 메모리 대역폭이 이전보다 내려간다. M3 Max는 선택 가능한 최대 메모리 옵션에도 차이가 있다.

애플이 M3 시리즈 GPU에 다이내믹 캐싱 기술을 써서 메모리 효율성을 높이고 GPU 평균 사용률을 극대화했다고 하지만, 메모리 대역폭 자체가 25% 줄어든 상황이면 효율성도 내려갈 수 있으니 같은 칩에서도 최대 성능을 가진 버전 구매를 권유하게 되는 것이다.

M3에는 M2 대비 50억 개 확장된 250억 개의 트랜지스터가 집적되어 있으며, M1 대비 65%, M2 대비 20% 향상된 그래픽 성능을 자랑하는 차세대 아키텍처 기반 10코어 GPU를 탑재하고 있다. 4개의 성능 코어 및 4개의 효율 코어로 구성된 8코어 CPU는 M1 대비 35%, M2 대비 20% 향상된 성능을 제공한다.

최대 24GB의 통합 메모리를 지원하면서 최대 메모리 용량 및 메모리 대역폭(100GB/s)은 기존 M2와 달라지지 않았다. M3 칩이 들어간 기기는 제품 옵션에 따라 8GB, 16GB, 36GB 메모리를 선택할 수 있다.

기존 M2 Pro보다 오히려 줄어든 370억 개의 트랜지스터를 사용한 M3 Pro는 M1 Pro 대비 최대 40% 향상된 GPU 처리 속도를 제공하지만 M2 Pro 대비로는 10% 향상에 그치고 있다. 12코어 CPU는 6개의 성능 코어와 6개의 효율 코어로 M1 Pro 대비 최대 20% 향상된 CPU 성능과 30% 향상된 싱글 스레드 성능을 자랑한다.

그런데 이번 발표에서는 애플이 다른 M3 시리즈 칩과 달리 M3 Pro 설명에만 M2 Pro 대비 CPU 성능 비교를 넣지 않았는데, M3 Pro에서 성능 코어를 줄이고 효율 코어를 늘림으로써 전체 CPU 성능은 M2 Pro 대비 큰 차이가 없거나 오히려 떨어졌기 때문이 아닐까 싶다.

M3 시리즈의 주력이 되어야 하는 M3 Pro가 M2 Pro 대비 CPU 성능은 비슷하고 GPU 성능은 고작 10% 향상에 불과하다면 도대체 애플이 무슨 생각으로 M3 Pro를 만들었나 싶은 생각이 들겠지만 개인적으로는 M3 Pro가 앞으로 범용성을 가진 애플의 메인스트림 칩이 되지 않을까 하는 생각이다.

M2 Pro는 TSMC 2세대 5nm 공정에 400억 개의 트랜지스터를 넣는 바람에 칩 면적이나 생산 단가, 발열 및 전력 효율성에서 큰 이득을 보지 못했는데, 이제는 3nm 공정 기술로 M3 Max까지도 충분히 하이엔드 영역으로 사용할 수 있게 되었으니 M3 Pro에서 전성비를 높이고 발열과 소비전력을 줄여 대부분의 Mac과 iPad에 들어가는 칩을 M3와 M3 Pro로 바꾸려는 계획으로 추측된다.

M3 Max는 최대 920억 개의 트랜지스터가 집적되어 모바일 워크스테이션이라고 할 수 있는 프로급 성능을 제공한다. 최대 12개의 성능 코어와 4개의 효율 코어로 구성된 16코어 CPU는 M1 Max 대비 80%, M2 Max 대비로도 무려 50% 빨라졌으며, 차세대 아키텍처를 적용한 40코어 GPU는 M Max 대비 50%, M2 Max 대비 20% 빠른 그래픽 성능을 보여준다.

통합 메모리 최대 용량도 128GB까지 늘었지만 앞에서 언급했던 것처럼 메모리 대역폭은 기존과 동일한 400GB/s이며, 14코어 CPU 및 30코어 GPU 버전은 메모리 대역폭이 최대 300GB/s에 메모리 용량도 96GB까지만 선택 가능하다.

애플이 M3, M3 Pro, M3 Max 칩을 동시에 발표함으로써 앞으로 3nm 공정이 적용된 M3 Ultra가 언제 발표될 것인지도 기대된다.

M3 탑재한 새로운 MacBook Pro 라인업 발표

애플이 완전히 새로운 M3 칩 제품군을 발표하면서 이를 탑재한 새로운 MacBook Pro 14와 MacBook Pro 16을 출시한다고 밝혔다.

MacBook Pro 14는 M1을 탑재한 MacBook Pro 13 대비 최대 60% 빠른 속도를 자랑하며, 향상된 열 관리 시스템을 통해 최적의 성능을 지속 제공한다.

애플은 M1을 탑재한 MacBook Pro 14는 인텔 코어 i7 프로세서가 들어간 기존 MacBook Pro 13 대비 최대 7.4배 빨라진 파이널 컷 프로(Final Cut Pro) 렌더링 속도, 최대 3.7배 빨라진 Xcode 코드 컴파일링 속도, 최대 3.5배 빨라진 마이크로소프트 엑셀(Excel) 스프레드 시트 작업 속도를 제공한다고 밝히고 있다.

인텔 코어 i7 기반 구형 MacBook이 아닌 M1 칩이 들어간 MacBook Pro 13 대비 최대 60% 빠른 파이널 컷 프로 렌더링, 40% 빠른 Xcode 코드 컴파일링 및 엑셀 스프레드 시트 작업 속도를 제공한다.

M3 Pro를 탑재한 MacBook Pro 14 및 16 모델은 한층 개선된 성능과 확장된 통합 메모리를 지원한다. 최고속 사양의 인텔 기반 MacBook Pro 대비 최대 3배, M1 Pro를 탑재한 MacBook Pro 16 대비 최대 40% 빨라진 어도비 포토샵 필터 및 함수 작업 속도, 인텔 기반 MacBook Pro 16 대비 최대 1.7배, M1 Pro 기반 MacBook Pro 16 대비 최대 40% 빨라진 어도비 포토샵 필터 및 함수 작업 속도를 가졌다.

M3 Max를 탑재한 MacBook Pro 14 및 16 모델은 M1 Max를 탑재한 MacBook Pro 16 대비 최대 2.5배, 최고속 사양의 인텔 기반 MacBook Pro 모델 대비 최대 11배 빠르다. 영상 편집 솔루션 다빈치 리졸브 스튜디오의 노이즈 리덕션 속도는 인텔 기반 MacBook Pro 대비 최대 2.7배, M1 Max를 탑재한 MacBook Pro 16 대비 최대 65배 빨라진다.

M3 Pro 및 M3 Max를 탑재한 MacBook Pro는 기존 실버 색상 외에 전문가 감성을 풍기는 새로운 스페이스 블랙 색상 마감으로 출시된다. 산화 피막 실링층이라는 혁신적인 화학 공정을 통해 제품 표면에 지문이 남는 현상을 방지한다. M3 탑재 MacBook Pro 14는 실버 및 스페이스 그레이 색상으로 출시된다.

M3를 탑재한 MAcBook Pro 14의 가격은 239만원부터, M3 Pro 버전은 299만원부터이며, MacBook Pro 16의 가격은 369만원부터 시작된다.

M3로 강력해진 iMac 24 공개

M3 칩을 탑재해 한층 강력해진 올인원 데스크탑 iMac 24도 공개했다. M3 칩을 장착한 iMac은 M1 칩을 장착한 이전 세대 제품보다 최대 2배 더 빠르고, 인텔 기반 iMac에서 업그레이드 할 경우 가장 인기있는 iMac 27 모델보다 2.5배, iMac 21.5 모델보다 4배 빨라진 성능을 경험할 수 있다.

새로운 iMac 24는 59.6cm(24형) 화면 크기에 1,130만 화소(4480x2520 해상도)와 10억 개 이상의 색상을 구현하는 4.5K Retina 디스플레이가 들어간다. 기존 4K, 5K 인텔 기반 모델을 대체하기에 완벽한 크기 및 해상도를 갖췄다는 것이 애플의 설명이다. 500니트의 밝기와 P3의 넓은 색영역을 지원한다.

무선 연결로 Wi-Fi 6E 규격을 지원하여 이전 세대보다 최대 2배 향상된 다운로드 속도를 자랑하며, 블루투스(Bluetooth) v5.3으로 최신 블루투스 액세서리에 연결할 수 있다. 초고속 데이터 전송을 위한 2개의 썬더볼트(Tbhunderbolt) 포트를 비롯해 4개의 USB-C 포트, 그리고 특정 모델을 대상으로 기가비트 이더넷을 탑재하며, 최대 6K 디스플레이를 지원한다.

1080p FaceTime 카메라와 스튜디오급 마이크를 장착하여 화상 회의 경험을 높여주며, 돌비 애트모스(Dolby Atmos)로 음악 또는 동영상을 재생할 때 공간 음향을 지원하는 6 스피커 사운드 시스템을 갖췄다.

새로운 M3 칩을 바탕으로 8코어 CPU, 최대 10코어 GPU를 탑재하고 최대 24GB 통합 메모리를 지원한다. 생산성 측면에서 이전 세대 iMac 24와 비교해 사파리(Safaru) 브라우저 속도가 최대 30%, 마이크로소프트 엑셀 앱 속도가 최대 30% 향상되며, 게임 로딩 속도가 더욱 빨라지고 사용자들은 최대 50% 향상된 프레임을 경험할 수 있다.

콘텐츠 제작 환경에서도 이전보다 3배 증가한 최대 12개의 4K 동영상 스트림을 편집 및 재생할 수 있으며, 파이널 컷 프로 및 어도비 프리미어 프로에서 최대 2배 더 빠르게 동영상 프로젝트를 제작할 수 있다. 어도비 포토샵과 같은 앱에서 2배 더 빠르게 사진을 처리할 수 있다.

뉴럴 엔진이나 미디어 엔진과 같은 애플 실리콘의 최첨단 기술은 물론 Touch ID 옵션도 새롭게 만나볼 수 있다.