한동안 정체되어 있는 노트북PC 시장. 그러나 2024년 하반기 본격적인 AI PC 시대가 도래함에 따라 대격변이 일어날 조짐이다. 마이크로소프트가 AI PC를 위한 새 표준인 ‘코파일럿+ PC(Copilot+ PC)’를 공개하면서 퀄컴을 비롯해 인텔과 AMD가 NPU 성능이 대폭 향상된 프로세서를 내놓기 때문이다. 코파일럿+ PC는 온디바이스 AI(On-Device AI) 즉 서버에 연결하지 않고 기기 자체 내에서 AI를 처리하는 NPU가 포함된 PC를 말한다. 사용자는 이를 통해 AI 업스케이링, 라이브 캡션, AI 이미지 생성, AI 리콜 등 이전에 겪지 못했던 새로운 PC 경험을 할 수 있다.

물론 이전에 AI PC가 전혀 없던 것은 아니다. 인텔 코어 울트라, AMD 라이젠 8000 시리즈 등 NPU를 품은 프로세서는 이미 지난 해 출시된 바 있다. 이름은 ‘AI PC’로 그럴싸하게 포장했으나 막상 전원을 켜고 보니 NPU를 활용한 킬러앱은 턱없이 부족했고, 쓰면 쓸수록 기존 노트북과 차이를 느낄 수 없었다.

그러나 마이크로소프트가 최근 발표한 ‘코파일럿+ PC’는 단지 NPU를 품은 PC가 아닌 다양한 생성형 AI를 활용할 수 있도록 성능과 기능이 대폭 개선되었다. 사용자가 프롬프트와 함께 대충 밑그림을 그리면 근사한 이미지를 만들어주는 코크리에이터(Cocreator), 이미지에서 특정 부분을 분리해 새로운 배경을 입히고, AI가 사진 설명을 추가해주는 사진앱 등이 포함되었으며, 업스케일링을 통해 고품질 이미지로 변환할 수 있다.

▲ 코파일럿+ PC 소개 영상

윈도우에서 작업 중 기억이 나지 않아 특정 파일 혹은 작업했던 기록을 찾지 못한 경험은 누구나 있다. 하지만 코파일럿+ PC의 리콜(recall) 기능을 이용하면 사용자가 던져주는 대강의 문맥 만으로 파일을 쉽게 찾을 수 있다. 예를 들어 구매하려고 검색했던 상품의 특징을 포함해 던져주면 줌, 팀즈, 왓츠앱은 물론이고 웹에서 관련된 기록을 찾아 보여준다.

동영상을 실시간 번역해 주는 라이브캡션(Live Caption). 서로 다른 언어로 대화해도 실시간 번역이 가능해 화상 회의할 때 언어장벽을 해결할 수 있다. AI를 통한 게임 어시스턴트(Game Assistant) 기능도 흥미롭다. 마인 크래프트에서는 AI가 화면을 보면서 어떤 재료를 쓰면 좋겠다고 조언하고, 플라이트 시뮬레이터 게임에서는 긴급한 상황에서 가장 가까운 공항을 찾아 알려준다.

이처럼 노트북PC의 새 획을 긋게 될 코파일럿+ PC의 신기능은 모두 노트북 자체 성능으로 가능한 온디바이스 AI에 의해 구현된다. ChatGPT처럼 인터넷을 통해 원하는 결과를 얻어내는 클라우드 AI와 구분된다. 코파일럿+ PC의 온디바이스 AI는 마이크로소프트가 그동안 꾸준하게 이어온 OpenAI와 협업 및 SLM(경량언어모델)에 대한 투자가 한 몫 했지만 무엇보다 결정적인 것은 퀄컴이 내놓은 PC용 새 칩셋 ‘스냅드래곤 X 엘리트’의 역할이 크다.

▲ 코파일럿+ PC의 온디바이스 AI 기능을 구현하는데 핵심은 NPU에 있다. (사진 : Microsoft)

코파일럿+ PC의 원동력은 ‘퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트’

퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트는 기존 스냅드래곤 8cx에서 완전히 벗어나 새롭게 설계된 프로세서이다. X86을 기반으로 설계된 인텔 코어, AMD 라이젠 프로세서와 달리 퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트는 Arm 아키텍처를 기반으로 하고 있다. 4nm 공정으로 제작되었으며, 최대 3.8GHz로 동작한다. 싱글 또는 듀얼 코어로 동작할 때에는 최대 4.3GHz까지 올라간다. 12코어로 구성된 퀄컴 오라이온(Oryon) CPU를 탑재했으며, GPU는 4.6 TFLOPS 성능을 내는 아드레노(Adreno)를 사용했다. 스냅드래곤 X 엘리트에 적용된 오라이온 프로세서는 기존 x86 대비 최대 2배의 성능을 낸다. 저전력에 중점을 둔 Arm 기반 답게 배터리 지속 시간도 길며, 5G 통신 및 Wi-Fi 7 기술도 지원한다.

▲ 퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트 및 퀄컴 스냅드래곤 X 플러스

이 칩의 핵심인 Hexagon NPU는 45 TOPS 성능을 가지고 있다. 퀄컴에 따르면 메타의 LLM인 Llama2의 7억 모델로 초당 30 토큰 처리가 가능하다. 이는 초당 약 1~2개의 문장에 해당한다. 또한 온디바이스 상에서 130억개 파라미터에 이르는 방대한 규모의 모델 운영도 가능하다. 

한편 퀄컴은 보급형 AI PC를 위한 ‘스냅드래곤 X 플러스’도 공개했다. 코어 구성과 부스트 모드 여부만 다를 뿐 NPU 성능은 45 TOPS로 동일하다.

▲ 퀄컴 스냅드래곤 X 엘리트와 퀄컴 스냅드래곤 X 플러스 비교 표

호환성 문제는 없나?

퀄컴 스냅드래곤 X는 Arm 아키텍처 기반의 칩셋이다. 그리고 퀄컴은 2016년부터 노트북용 Arm 기반 프로세서를 생산했다. 당시에는 대부분의 소프트웨어가 인텔이나 AMD와 같은 x86 아키텍처를 기반으로 만들어져 Arm 노트북에서는 호환성 문제가 컸다. 그러나 퀄컴 스냅드래곤 X 기반의 코파일럿+ PC를 구매할 때 이러한 걱정은 하지 않아도 된다. 최근에는 Arm 기반 소프트웨어가 많이 증가했기 때문이다. MS 오피스는 물론이고, 포토샵, 파이어플라이 등 어도비 소프트웨어를 비롯한 등 다수가 Arm 프로세서를 지원한다. 특히 영상 편집 현장에서 많이 쓰는 다빈치 리졸브는 주로 NPU를 사용해 작업 효율이 크게 개선된다. 캡컷은 NPU를 활용해 영상 속 배경을 쉽게 바꿀 수 있다. 마이크로소프트에 따르면 우리가 주로 쓰고 있는 소프트웨어 87%가 Arm 기반 윈도우에서 돌아가기 때문에 더 이상 소프트웨어 호환성 문제는 없다고 밝힌 바 있다.

▲ 현재는 다양한 소프트웨어가 Arm 아키텍처를 지원하고 있어 스냅드래곤 X 기반의 코파일럿+ PC를 사용해도 소프트웨어 부족은 느끼기 어렵다. (사진=마이크로소프트 코파일럿+ PC 키노트 캡쳐)

그래도 혹시 내가 쓰는 소프트웨어가 Arm을 지원하지 않는다면? 프리즘 에뮬레이션(Prism Emulation)을 이용하면 기존 x86 기반의 소프트웨어도 Arm 기반 노트북에서 사용할 수 있다. 마이크로소프트는 또한 온디바이스 AI 기반 라이브러리를 공개했다. 앞서 언급한 코크리에이터와 같은 AI 기능을 다른 소프트웨어에서도 활용할 수 있다.

다만 일부 게임에서 퀄컴 스냅드래곤 X 기반의 코파일럿+ PC는 호환성 또는 에뮬레이션으로 인한 성능 저하 등의 문제가 있으므로 이를 확인하고 구매하는 것이 좋다.

‘스냅드래곤 X’ 탑재 AI 노트북 대거 등장

마이크로소프트의 코파일럿+ PC 발표와 함께 세계 유수의 노트북 제조사는 퀄컴 스냅드래곤 X 지원 사격에 나선다. 마이크로소프트가 코파일럿+ PC와 함께 발표한 ‘서피스 프로 11’, ‘서피스 랩탑7’를 비롯해 삼성전자, 레노버, 에이서, 에이수스, 델, HP 등 관련 업계는 6월 18일 ‘스냅드래곤 X’가 탑재된 코파일럿+ PC 모델을 일제히 내놓는다.

▲ 마이크로소프트 서피스 프로 11

가장 먼저 눈에 띄는 것은 ‘마이크로소프트 서피스 프로 11’이다. 스냅드래곤 X 엘리트와 스냅드래곤 X 플러스가 각각 장착된 모델로 나뉜다. 디스플레이 또한 OLED와 LCD를 쓴 제품으로 구분된다. 13인치 크기를 갖고 있으며, 2880*1920 해상도를 품었다. 120Hz 주사율로 영상 움직임이 부드럽다. 10 포인트 멀티 터치를 지원한다. 최대 14시간 영상 재생이 가능한 배터리 시간을 보여준다. 기존과 마찬가지로 2-in-1 타입이며, 키보드 및 디스플레이 분리가 가능해 태블릿PC 등 다양하게 활용할 수 있다.

▲ 마이크로소프트 서피스 랩탑7

‘마이크로소프트 서피스 랩탑7’도 마찬가지로 스냅드래곤 X 엘리트 또는 스냅드래곤 X 플러스가 장착된 모델로 나뉜다. 다만 15인치는 스냅드래곤 X 엘리트 모델만 있다. 디스플레이는 15인치, 13.8인치 모델 각각 2496*1664 해상도 LCD, 2304*1536 해상도 LCD가 적용되었다. 최대 32GB LPDDR5X 메모리를 갖고 있다. 햅틱형 터치패드를 지원한다. 최대 20시간까지 재생할 수 있는 배터리를 내장했다(15인치는 22시간).

▲ 삼성전자 갤럭시 북4 엣지

‘삼성전자 갤럭시 북4 엣지’는 14인치와 16인치 두 가지가 있으며, 휴대성에 초점을 둬 매우 얇고 가볍다. 3k 해상도를 품은 다이내믹 AMOLED 2X 디스플레이를 갖고 있다. 배터리 지속 시간도 매우 넉넉해 16인치 제품 기준 최대 22시간까지 영상을 재생할 수 있으며, 이동 중에도 업무를 보거나 멀티미디어 콘텐츠를 즐길 수 있다.

▲ 레노버 씽크패드 T14s Gen 6

‘레노버 씽크패드 T14s Gen 6’는 기업용 시장을 겨냥한 AI 노트북이다. 영상 편집은 물론이고, 3D 렌더링과 같은 전문 작업을 능숙하게 처리한다. 스냅드래곤 X 엘리트 프로세서에 듀얼채널로 동작하는 32GB 메모리를 얹었다. FHD 해상도를 품은 14인치 디스플레이는 IPS 패널을 사용해 시야각이 넓다. 최대 밝기는 400nits이다. 돌비오디오가 적용된 2W+2W 스테레오 스피커를 내장했다.

▲ 레노버 요가 슬림 7x

‘레노버 요가 슬림 7x’은 일반 소비 시장을 위해 출시하는 모델이다. 돌비비전을 지원하는 14.5인치 터치스크린 디스플레이를 갖춰 창작 작업에 도움을 준다. OLED 패널을 썼으며, 2944*1840 해상도를 가지고 있다. 디스플레이 최대 밝기는 HDR 모드에서 1000nits에 이른다. 70WHr 대용량 배터리를 품었으며, 15분 충전으로 3시간까지 쓸 수 있는 빠른충전 기술을 지원한다.

▲ 에이서 스위프트 14 AI

‘에이서 스위프트 14 AI’는 스냅드래곤 X 플러스를 장착한 제품으로, 2.5k 해상도를 품은 터치스크린을 써 필기나 자유로운 드로잉, 스케치가 가능하다. 32GB 크기의 RAM을 가지고 있으며, 74Wh 대용량 배터리를 장착했다.

▲ 에이수스 비보북 15

‘에이수스 비보북 15’ 또한 휴대성을 강조한 제품으로, 얇고 가벼운 올메탈 디자인으로 고용량 배터리를 내장해 이동 중에도 오랜 시간 작업이 가능하다. 스냅드래곤 X 엘리트 혹은 플러스 중에서 선택할 수 있다. 2880*1620 해상도를 지닌 OLED 15.6인치 디스플레이를 사용했으며, 최대 밝기는 600nits에 이른다. 120Hz 주사율을 지원해 영상 움직임이 부드럽고 또렷하다.

▲ 델 XPS 13

스냅드래곤 X 엘리트를 품은 ‘델 XPS 13’은 무게가 1.19kg으로 매우 가볍다. 스냅드래곤 X 엘리트가 갖고 있는 긴 배터리 사용 시간을 더하면 이동이 많은 야외에서도 원하는 작업을 마음껏 할 수 있다. 16:10 비율의 FHD+ 해상도를 품은 13.4인치 디스플레이는 최대 500nits 밝기를 내 야외에서도 선명함을 유지한다. 최대 주사율은 120Hz이다. 16GB 용량의 메모리가 온보드 형태로 제공된다.

▲ HP 엘리트북 울트라 14 G1q

HP가 선보이는 ‘엘리트북 울트라 14 G1q’는 스냅드래곤 X 엘리트를 장착한 제품으로, 16GB 메모리와 512GB SSD를 사용했다. 14인치 디스플레이는 2240*1400 해상도를 지원하며, IPS 패널을 사용해 상하좌우 어느 방향에서도 색 왜곡 없이 선명함을 유지한다. 300nits 밝기를 제공하며, 안티글레어 처리되어 빛의 난반사로 인한 눈의 피로를 덜어준다. 59Wh 리튬이온 배터리를 장착했으며, 약 1.35kg으로 무게는 가벼운 편이다.

AI PC 시장… 퀄컴을 시작으로 인텔과 AMD의 3파전 예상

이렇게 퀄컴 스냅드래곤 X를 품은 코파일럿+ PC에 대해 살펴봤다. 앞서 언급했듯이 인텔과 AMD는 이미 NPU를 품은 프로세서를 선보였다. 인텔이 지난 해 출시한 코어 울트라의 NPU 성능은 11 TOPS, AMD 라이젠 8000/라이젠 프로 9000의 NPU 성능은 16 TOPS로 MS 코파일럿의 최소 기준인 40 TOPS에 한참 못미친다. 하지만 인텔은 퀄컴의 반격에 맞서기 위해 기존 NPU의 3배 수준인 45 TOPS 성능을 내는 루나 레이크(Lunar Lake)를 올해 3분기 내놓을 계획이다. 루나 레이크는 CPU와 GPU를 더하면 총 100 TOPS 성능을 내는 것으로 알려졌다. AMD도 라이젠(Ryzen) AI 300로 맞불을 놓는다. 라이젠 AI 300의 NPU는 50 TOPS로 셋 중 성능이 가장 높다. 이처럼 퀄컴의 스냅드래곤 X 칩셋은 그동안 인텔과 AMD가 지배했던 PC 시장에서 AI 시대를 맞아 새 변곡점이 될 것으로 보인다.

* TOPS(tera of operations per second) : 초당 테라(1조) 연산 횟수

또한 코파일럿+ PC의 AI 기능은 현재 스냅드래곤 X 기반의 노트북에서 구동하지만 마이크로소프트는 AI PC 표준을 퀄컴 칩셋으로 제한하지 않았다. 인텔, AMD 등 칩 제조업체가 코파일럿+ 구동 조건을 맞추면 충분히 코파일럿+ PC 대열에 합류할 수 있다고 밝힌 바 있다. 따라서 올해 하반기 인텔과 AMD가 각각 새 프로세서를 내놓음에 따라 노트북PC 시장은 새 각축장이 펼쳐질 것으로 보인다.

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