M1이란?
M1은 ARM기반의 SoC(System on Chip)으로 하나의 칩 안에 CPU, GPU, RAM, Neural Engine등 여러 구성요소를 포함하고 있는 칩입니다.
(SoC는 이번에 새로 개발된 기술이 아니고 우리가 사용하는 스마트폰들은 이미 SoC로 구동되고있다. 근데 애플은 이 기술을 노트북에 구현을 한 점에서 대단하다고 느껴진다)
ARM 아키텍처는 Advaced RISC Machine의 약자로 임베디드 기기에 많이 사용되는 RISC 프로세스이다.
RISC(Reduced Instruction Set Computer)란 CPU 명령어의 개수를 줄여 명령어 해석시간을 줄임으로서 명령어 실행속도를 빠르게 한 방식
- CPU : 4개의 고성능 코어(Firestorm) 4개의 고효율 코어(Icestorm)으로 구성 되어 있고 SoC의 두뇌역할을 한다.
- GPU : 그래픽 관련 작업을 한다.
- Media Engine : 4k, 8k영상을 인코딩, 디코딩하는데 최적화 되어있다.
- Neural Engine : 칩에 적용이 되어 있는 머신러닝, 추론 모델, 이미지 인식, 모션 인식 등 인공신경망 추론 연산에 특화한 전용 하드웨어 회로이다.
- Secure Enclave : 인증, 암호화, 지문과 같은 생체 인식 데이터에 대한 보안 기반을 제공한다.
- ISP : 이미지를 처리하는 앱들이 사용하는 일반적인 일들의 속도를 높이는데 사용한다.
- Unified memory architecture
M1의 성능이 뛰어나다고 생각하는 이유 1
UMA(Unified memory architecture)는 M1 칩이 성능이 뛰어나다고 알려져있는데 중요한 역할인것 같다.
우선 x86은 cpu 메모리에서 처리중이던 데이터를 gpu에게 맡길 때 cpu 메모리에 저장된 데이터를 gpu메모리에 복사를 하는 과정을 거쳐야한다. 하지만 apple은 이 과정보다 더 효과적인 구조로 변경했습니다. CPU, GPU가 동시에 같은 곳에 접근 할 수 있는 메모리 구조 UMA를 도입했습니다.
m1은 Unified memory architecture을 기반으로 cpu와 gpu 메모리가 공유하고 있는 시스템이라 복사하는 과정이 필요 없이 바로 cpu에서 gpu로 데이터가 넘어갑니다.
M1의 성능이 뛰어나다고 생각하는 이유 2
전력효율
M1칩은 부품들이 서로 붙어있기 때문에 신호 이동의 효율이 좋다.(요청에 대한 반응이 빠름)
애플은 M1이 ‘최신 노트북 칩’과 비교했을 때 전력을 1/4만 소모하면서도 최고 CPU 성능을 제공한다고 주장한다.
외장그래픽을 더 좋은 것을 사용할수록 전력소모가 더 되는것으로 알고 있는데 M1은 더 좋은 성능을 발휘하면서 전력을 더 소모하는것이 아니라 덜 소모한다는 점이 놀랍다.
M1의 성능이 뛰어나다고 생각하는 이유 3
비순차적 명령 실행(Out-of-Order Execution, OoOE)
CPU는 실행할때 명령어를 위에서 아래로 순차적으로 읽어 명령어를 실행이 하는 것이 일반적이다.
하지만 m1은 순서와 상관없이 현재 실행할 수 있는 명령어부터 실행하는 비순차적 명령 실행을 합니다.
비순차적 명령 실행 (OoOE) 덕분에 M1의 코어가 더 빠르게 작업을 처리하여 M1의 성능이 빠르다고 생각된다.
M1에 대한 나의 생각
내가 생각했을 때 intel이나 amd의 노트북들은 CPU, GPU, RAM 등 부품들을 따로 조립해서 모듈화 하여 노트북을 구성하는 반면에 M1칩은 안에 모든것을 넣는 기술을 노트북에 구현하여 더 좋은 성능을 이끌어 내는것이 대단하다.
애플은 이제 하드웨어 뿐만 아니라 소프트웨어까지 자체적으로 개발을 하니까 하드웨어에 최적화 된 소프트웨어를 개발하여 최상의 효율을 낼 수 있다는 점이 놀랍다.
이러한 애플의 성과를 보고 향후 다른 회사들도 M1칩 같이 성능이 뛰어나고 자체적으로 개발한 소프트웨어와 하드웨어를 바탕으로 더 좋은 제품이 나오기를 기대한다.