애플 ARM 전환 부터 구세대 X86 프로세서 보다 빠를 거라는 건 기정 사실이였죠. 신형 A시리즈 칩셋 나오면 매년 IPC 성능 향상 시켰던 전례가 있었고 특히 애플이 사용했던 X86 프로세서들은 과거에는 꽤나 좋았던 게 맞았는 데 최근 들어서 인텔이 맛 가면서 나사가 하나씩 빠졌기에 저 정도는 껌 아닐까 생각했죠.

 

길게 쓰지는 못 하지만 대략적으로 제가 A14X가 기존 X86 프로세서를 이길 수 있는 원인은 대충 이렇습니다.

 

1. TSMC 5nm 공정 채택.

- X86 몰락 중에는 뭐 다른 이유보다도 이게 가장 큽니다. 미세공정을 선도하면서 시장을 장악했지만 2015년 부터 인텔은 맛 탱이가 가버렸고 특히 스마트폰 혁명으로 TSMC라는 세계에서 최첨단을 달리는 파운드리의 1순위 대상자로 애플이 된 다음 부터 이길 수 없는 싸움이죠.

 

2020년형 맥북 프로를 봐도 14nm 공정에 스카이레이크 아키텍쳐를 사용한 프로세서 입니다. 2015년에 발표된 녀석이 지금까지 현역으로 쓰고 있는 거죠. 얼마나 개판입니까?

 

2. 저전력에 매우 부적합한 X86 프로세서.

- 특히 애플이 16인치 맥북 프로가 아닌 13인치 맥북 프로에 탑재한 프로세서는 TDP 28W U 프로세서 입니다. 가장 낮은 가격대인 8000시리즈는 그냥 무시하고 i5-1038G7을 보면 그저 비웃음 밖에 나오지 않는 기본 클럭 2.0GHz - 터보 클럭 최대한 당긴 클럭이 3.8GHz 입니다.

 

Apple Macbook Pro 13inch 2020 Notebookchecker 벤치마크

 

그래도 사골 14nm를 벗어난 10nm 사용했으니 그래도 개선된 거 아냐니고 할실 수 있는 데 스트레스 테스트 기준 33W을 먹으면서 4코어 기준 2.4GHz 찍으면서 온도는 90도를 넘습니다. 이런 불타는 쓰레기는 인텔 저전력 라인에서 그 동안 많이 보여준 모습 그대로 입니다. 스카이레이크 이전에는 말도 하기 싫고 특히 코어 M은 그냥 언급 조차 할 가치도 없습니다.

 

3. 최신 메모리 규격의 변화 DDR -> LPDDR 선도.

- 인텔이 ARM에게 스마트폰 시장에서 박살 난 이후 메모리 업계도 변화했습니다. 파운드리가 그러했던 것 처럼 메모리 업체도 DDR 규격이 아닌 LPDDR에 우선순위를 두기 시작했습니다. 지금 DDR4 2,666MHz 제품군이 일반 소비자 시장에 공급되지만 스마트폰 시장에서는 LPDDR5 5,500MHz 제품군이 공급됩니다.

 

DDR는 128Bit, LPDDR은 64Bit 규격을 가지고 있지만 플래그쉽 스마트폰은 진작에 쿼드채널 사용하면서 일반 DDR 대비 메모리 버스 격차가 없습니다. 과거에 PC용 DDR 보다 낮았던 메모리 용량 조차도 이제는 폼펙터 규격 문제나 단가 압박이아닌 이상 12GB 까지 공급될 정도로 변화되었습니다.

 

AMD 데스크톱 CPU 라이젠을 사용할 때 이런 말이 있습니다. [RAM 오버클럭을 하면 인텔과의 성능격차가 줄어든다]. 이건 CPU가 작업을 할 때 메모리 대역폭에 영향을 받기 때문에 이렇습니다. 인텔도 RAM 오버클럭을 하면 성능이 늘어납니다. 

 

다행히도 인텔 10세대로 이행하면서 DDR 규격에서 LPDDR 규격으로 지원하는 메모리 규격이 확대되었습니다. 그렇기에 DDR4 가지고 LPDDR5를 상대해야 하는 불상사는 사라졌습니다. 하지만 그럼에도 메모리 격차는 존재합니다. 인텔 i5-1038G7 기준으로 예상되는 A14X 간의 메모리 대역폭을 비교해보면 이렇습니다. 

 

인텔 i9-9980HK, DDR4 128Bit 듀얼채널 2,666MHz 41.8GB/s

인텔 i5-1038G7, LDDR4X 128bit 듀얼채널 3,733MHz 58.3GB/S 

애플 A14X, LPDDR4X 64Bit 쿼드채널 4,266MHz 68.256GB/s

 

LPDDR4X로 이행하였지만 인텔의 대응이 느리기 때문에 최신 LPDDR 규격까지 지원하지 못하고 있고 애플의 경우 최신 LPDDR 규격을 1년 마다 AP를 개선시키면서 따라가고 있습니다. 이러한 격차는 근 시일내에 해결되지 않을 것이고 기존 DDR4 규격을 사용한 구 세대 인텔 프로세서들은 절대로 따라갈 수 없는 격차가 존재한 상태로 진부화 될 겁니다.

 

 4. 최신 LPDDR 규격 채용에 따른 CPU - iGPU 대립 문제 개선.

- 내장그래픽은 별도의 외장 그래픽을 뛰어넘을 수 있는 하드웨어 한계가 있습니다. 그건 CPU가 메모리를 사용하는 것 처럼 GPU도 메모리를 사용한다는 점 입니다. 외장그래픽의 경우 별도의 HBM, GDDR6 등의 메모리를 사용할 수 있지만 이미 하나의 Soc로 통합된 내장그래픽의 경우 CPU와 iGPU 간의 메모리 대립문제가 발생합니다.

 

이러한 메모리 대립 문제를 PC에서 가장 쉽게 확인 가능한 것이 AMD APU를 사용할 때 RAM 오버클럭을 통해서 높은 성능향상을 달성할 수 있다는 것 입니다.

 

현재 통합 Soc 중에서 가장 뛰어난 성능을 보여주는 칩셋은 엑스박스 시리즈 X에 채용된 APU이고 GDDR6를 채용했지만 그럼에도 불구하고 원가 압박과 메모리 대립문제를 개선하기 위해서 논리적으로 분할해서 CPU는 192Bit 6GB 336GB/s를 사용하고 GPU는 320Bit 10GB 560GB/s를 사용하도록 만들었습니다.

 

소니는 그러한 이중 설계가 좋지 못하다고 생각하고 SW역량도 MS에 비해서 낮기 때문에 기존 PS4에서 사용한 통합 메모리 방식으로 GDDR6 256Bit 14,000MHz 448GB/s 사용합니다.

 

하지만 이러한 방법을 사용했음에도 불구하고 메모리 대립 문제는 해결되지 않고 있습니다. 하지만 최신 LPDDR5 칩셋을 사용할 예정인 A14X의 경우 구세대 규격을 사용하는 X86(인텔, AMD 모두 포함) 보다 높은 메모리 대역폭을 확보할 수 있기 때문에 X86 iGPU를 쉽게 이길 것 입니다.

 

하지만 긱벤치 자료를 통해서 엔비디아의 외장그래픽과 유사한 성능을 가질 거라고 생각하지는 않으셨으면 합니다. 구 세대 GTX 1050 조차 별도로 GDDR5 128bit 112.1GB/s의 메모리 대역폭을 가지고 있습니다. 또한 애플 A시리즈가 TDP 9W인 것에 비해서 GTX 1050은 TDP 75W라서 도저히 따라갈 수 없습니다.

 

다만 A14X의 종합적인 그래픽 퍼포먼스가 8세대 콘솔인 엑스박스 ONE S 보다는 좋을 겁니다. 엑스박스 ONE S는 납기 및 단가 문제로 DDR3 256bit 2,133MHz를 채용해서 68.3GB/S의 대역폭을 가지고 있습니다. 이를 해결하기 위해서 32MB 용량의 ESRAM(메모리 대역폭 204GB/s)을 채용하긴 했는 데 복잡해서 서드파티들은 재대로 ESRAM 못 사용 했습니다.

 

A14X가 LPPDR4X를 사용하단면 서로 유사한 대역폭 이지만 애플이 엑스박스 원 S에 탑재된 GCN 1세대 보다 우월한 성능을 가지고 있는 아키텍쳐를 보유하고 있기 때문에 실제 성능은 애플이 더 뛰어날 겁니다.

 

5. 그래서 A14X를 채용한 맥북 성능 어느 정도 나올거 같냐면....

 

제가 사용하고 있는 i7-9750H(6C 12T) 성능이 바닐라 기준 긱벤치 5 기준 싱글코어 1,066점, 멀티코어 5,005점 정도 나오고 있습니다. 문제는 저 같은 경우 이것보다 더 낮은 점수가 나오고 있는 데 이건 제 노트북이 슬림형이고 터보부스트가 작동하면 95도가 넘는 온도가 찍히는 뿔딱 CPU라서 언더볼팅 + 3.2GHz 언더클럭 한 상태로 사용하기 때문에 저 점수 보다 낮은 성능으로 사용하고 있습니다.

 

i9-9980HK의 경우 싱글코어 1,156점, 멀티코어 6,713점 정도 나오고 있습니다. 루머로 나오고 있는 A14의 긱벤치 5 싱글코어 성능은 1,700점 입니다. A14X의 경우 A14 보다는 높은 동작속도를 가지고 있을 것이며 A12가 A12X로 확장될 때 빅코어가 2개 신설되었던 점을 볼 때 A14X의 성능은 멀티코어 기준으로 봐도 i7-9750H를 상하고 i9-9980HK에 근접할 확률이 높습니다.

 

우리는 2021년형 맥북이 2019년형 최상위 트림 맥북 프로를 때려잡는 광경을 보게 될 지 모릅니다(이미 13inch는 A14한테 맞아 죽을 예정이지만요).

 

그래픽 코어 성능은 AMD, 엔비디아 보다 저전력 설계와 메모리 대역폭 절감에 특화되어 있기 때문에 충분히 엑스박스 One S 보다는 좋은 성능을 유지하면서 애플 아케이드 및 새롭게 확장될 애플 게이밍 생태계에 충분히 대응할 수 있을 겁니다. 특히 애플이 전용 컨트롤러 까지 출시할 예정이기 때문에 더더욱 애플 게임 생태계는 확장 될 겁니다.

 

6. 최종 결론.

 

CPU는 인텔 i7-9750 6C 12T 프로세서를 가볍게 박살내고(9980HK도 같이 죽을 거 같지만) GPU는 엑스박스 One S 보다 높아 PC시장에서 세계 최강의 내장그래픽 성능을 보여줄 것이고(아직 엑스박스가 PC용도로 사용할 수 없기 때문에) 2019년형 맥북 프로는 [위대한 애플 실리콘의 첫 희생양이자 X86을 최후를 장식하는] 명예로운 죽음(AMD에게 죽는 것 보다 아버지 애플에게 죽는 게 더 좋지 않겠습니까?)을 맞이할 겁니다.

 

일반 게이밍 노트북이 배터리 완충 기준으로 1시간 30분 정도의 배터리 타임을 가지고 있는 데 ARM 맥북은 완충해서 5시간 정도 쌩쌩 돌아갈 배터리 타임으로 압도적인 휴대성을 보여주는 건 덤 이겠네요.