애플, PC용 칩 'M1 울트라' 공개...패키징 아키텍처도 '애플'

[테크수다 기자 도안구 eyeball@techsuda.com] 애플은 애플 반도체와 맥(Mac)을 크게 한 단계 도약시킬 PC용 칩인 M1 울트라(Ultra)를 공개했다. 애플의 혁신적인 패키징 아키텍처인 울트라퓨전(UltraFusion)으로 두 개의 M1 맥스(Max) 칩 다이를 결합해 전례 없는 수준의 성능과 기능을 갖춘 시스템 온 칩(SoC, System on Chip)을 구현해냈다.

이렇게 탄생한 M1 Ultra는 새로운 맥 스튜디오(Mac Studio)에 획기적인 컴퓨팅 역량을 제공하면서 업계 최고 수준의 와트당 성능을 유지한다. 이 새로운 SoC는 1,140억 개의 트랜지스터로 구성되어 있으며, 이는 지금까지 출시된 PC용 칩에서 가장 많은 수의 트랜지스터를 포함한다.

M1 Ultra는 20코어 CPU, 64코어 GPU, 32코어 신경망 엔진(Neural Engine)을 갖춘 최대 128GB의 고대역폭 저지연성 통합 메모리로 구성 가능하다. 놀랍도록 강력한 성능을 바탕으로, 개발자가 거뜬히 코드 컴파일링을 수행할 수 있고, 아티스트가 이전에는 렌더링이 불가능했던 대용량 3D 환경에서도 작업할 수 있다. 또 영상 전문가가 애프터버너(Afterburner)를 장착한 28코어 맥 프로(Mac Pro)보다 최대 5.6배 빠른 속도로 영상을 프로레스(ProRes)로 트랜스코딩할 수 있다.1

조니 스루지(Johny Srouji) 애플 하드웨어 기술 담당 수석 부사장은 "M1 Ultra는 애플 반도체의 또 다른 게임 체인저로, PC 업계에 다시 한 번 충격을 안겨줍니다. 애플은 두 개의 M1 Max 칩 다이를 UltraFusion 패키징 아키텍처로 연결해 애플 반도체를 여태껏 본 적 없는 새로운 차원으로 올려놓았습니다"라며, "강력한 CPU, 어마어마한 GPU, 믿기 어려울 정도로 놀라운 신경망 엔진(Neural Engine), ProRes 하드웨어 가속 엔진, 방대한 용량의 통합 메모리를 갖춘 M1 Ultra는 M1 제품군의 마지막 자리를 채워주는 제품이자 세계에서 가장 강력하고 뛰어난 PC용 칩입니다"라고 전했다.

획기적인 UltraFusion 아키텍처

M1 Ultra는 굉장히 강력하고 전력 효율이 뛰어난 M1 Max를 기반으로 한다. M1 Ultra를 제작하기 위해, 애플은 맞춤 설계한 패키징 아키텍처인 UltraFusion을 통해 두 개의 M1 Max 칩 다이를 연결했다. 가장 보편적인 성능 향상은 메인보드를 통해 두 개의 칩을 연결하는 방식으로 이루어지는데, 이 경우 일반적으로 지연 시간 증가, 대역폭 감소, 전력 소비 증가 등의 손해가 발생한다. 그러나 애플의 혁신적인 UltraFusion은 10,000개 이상의 신호를 넘나들며 칩을 연결하는 실리콘 인터포저를 활용해 무려 2.5TB/s에 달하는 저지연성 프로세서 간 대역폭을 제공한다. 이는 업계를 선도하는 멀티칩 인터커넥트 기술 대비 4배 이상 확장된 대역폭이다. 그 결과로 M1 Ultra가 하나의 칩으로써 작동하고 소프트웨어도 M1 Ultra를 하나의 칩으로 인식하기 때문에, 개발자가 코드를 다시 쓰지 않아도 그 성능을 활용할 수 있다. 지금까지의 그 어떤 것과도 비교할 수 없는 독보적인 칩이다.

전례 없이 강력한 성능 및 전력 효율

M1 Ultra는 16개의 고성능 코어와 4개의 고효율 코어로 이루어진 놀랍도록 강력한 20코어 CPU를 탑재한다. 동일한 전력 엔벨로프에서 현존하는 가장 빠른 16코어 PC 데스크톱용 칩 대비 90% 높은 멀티스레드 성능을 발휘한다. 게다가 100와트 절감된 전력을 소비해 PC 칩의 최대 성능과 동일한 성능을 낼 수 있다.2 이토록 놀라운 효율성은 심지어 방대한 양의 가상 악기, 오디오 플러그인, 이펙트 처리 등 까다로운 워크플로를 보유한 Logic Pro®와 같은 앱을 사용할 때에도 에너지를 더 적게 소비하고 팬은 더 조용히 작동함을 의미한다.

3D 렌더링이나 정교한 이미지 프로세싱과 같이 고사양 그래픽을 요구하는 작업에서도, M1 Ultra는 M1 대비 8배 확장된 64코어 GPU를 장착해 현존하는 최고급 PC GPU 대비 더 빠른 성능을 200와트 절감된 전력으로 제공한다.

애플의 통합 메모리 아키텍처 또한 M1 Ultra와 함께 확장 되었다. 최신 PC 데스크톱 칩 대비 10배 향상된 800GB/s의 메모리 대역폭을 자랑하며, M1 Ultra를 128GB 통합 메모리로 구성할 수 있다. 최대 48GB에 달하는 가장 강력한 PC 그래픽 카드와 비교해도 타의 추종을 불허하는 M1 Ultra의 그래픽 메모리는 극도의 3D 지오메트리 작업이나 방대한 양의 장면 렌더링 등 고사양 GPU를 요구하는 작업 역시 지원한다.

M1 Ultra의 32코어 Neural Engine은 초당 22조 회의 연산 처리 능력을 바탕으로 가장 까다로운 머신 러닝 작업도 거뜬히 처리할 수 있다. 또한, M1 Max 대비 두 배 향상된 미디어 엔진 성능을 갖춘 M1 Ultra는 전례 없이 많은 양의 ProRes 영상 인코딩 및 디코딩 처리량을 선사한다. 실제로 M1 Ultra를 탑재한 새로운 Mac Studio는 8K ProRes 422 동영상 스트림을 최대 18개까지 재생할 수 있다. 이는 다른 어느 칩도 달성할 수 없는 수준이다.4 M1 Ultra는 이외에도 다수의 외장 디스플레이를 구동할 수 있는 디스플레이 엔진, 통합 Thunderbolt 4 컨트롤러, 그리고 애플의 최신 Secure Enclave와 하드웨어 인증 방식의 보안 부팅 및 런타임 악용 방지 기술을 포함한 동급 최고 수준의 보안과 같은 맞춤형 애플 기술을 통합한다.

M1 Ultra에 맞춰 향상된 macOS 및 앱

하드웨어와 소프트웨어간의 긴밀한 통합은 언제나 Mac 경험의 핵심으로 꼽혔다. macOS Monterey는 CPU, GPU, 메모리 대역폭이 비약적으로 향상된 M1 Ultra의 성능을 최대한 활용할 수 있도록 애플 Silicon에 맞게 설계 되었다. Metal과 같은 개발자 기술을 통해 앱들이 새로운 칩의 성능을 최대치로 끌어낼 수 있도록 하며, Core ML의 최적화가 새로운 32코어 신경망엔진(Neural Engine)을 활용하며 머신 러닝 모델을 그 어느 때보다 더 빠르게 실행시킨다.

사용자는 이제 사상 최대의 Mac용 앱 컬렉션을 즐길 수 있다. 컬렉션에는 이제 Mac에서도 구동되는  아이폰과 아이패드(iPhone, iPad)용 앱과 M1 칩 제품군의 성능을 최대치로 발휘하게 해주는 유니버셜 앱들이 포함되어 있다. 유니버셜 앱으로 업데이트되지 않은 앱들도 애플의 로제타(Rosetta) 2 기술을 통해 매끄럽게 구동 가능하다.

애플 Silicon으로의 전환을 이끄는 또 한 번의 거대한 도약

애플은 현존하는 대부분의 Mac 라인업 제품에 애플 Silicon을 탑재했으며, M1, M1 Pro, M1 Max, 그리고 이제 M1 Ultra에 이르기까지 새로운 칩 모두 Mac에 놀라운 역량을 선사했다. M1 Ultra는 업계를 선도하는 애플 Silicon의 와트당 성능 덕에 컴팩트한 디자인으로 재탄생한 고성능 데스크톱 시스템인 새로운 Mac Studio에 강력한 힘을 선사하며 M1 칩 제품군을 완성한다.

애플 Silicon과 환경

맞춤 설계된 애플 Silicon의 에너지 효율성은 Mac Studio 사용 기간 동안 전력을 더 적게 소비할 수 있도록 돕는다. 실제로, Mac Studio는 놀라운 성능을 제공하는 동시에 고성능 PC 데스크톱 대비 최대 1,000킬로와트시 절감된 에너지를 사용한다.

현재 애플은 글로벌 기업 활동에 대해 탄소 중립화를 달성했으며, 제조 공급망 및 모든 제품 수명 주기를 포함하는 기업 활동 전반에서 기후 변화에 미치는 영향을 2030년까지 영(0)으로 줄일 계획이다. 이는 설계에서 제조에 이르기까지 애플이 만든 모든 칩에 100% 탄소 중립을 실천하겠다는 것을 의미한다.

[테크수다 Techsuda 기자 도안구 eyeball@techsuda.com]