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[아이폰] 아이폰 12에 탑재될 애플의 A14 프로세서에 기대하는 것들 [32]




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5nm 제조로의 도약

wikichip logic tsmc

엄청난 업그레이드다. 5nm 모드는 중간 정도의 진전이 아니라 7nm 이후의 차세대 ‘풀 노드(full node)’이다. TSMC는 이 프로세스 전반에 걸쳐 극자외선(EUV) 리소그래피(lithography)를 광범위하게 사용하여 논리 밀도(logic density)를 80% 더 높이고 7nm 칩과 같은 전력을 사용하면서도 15% 더 빨라졌으며, 같은 성능 수준에서는 30% 더 낮은 전력으로 구동할 수 있다.

물론 설계도 중요하다. 이러한 정확한 수치를 애플이 반드시 충족시키지는 못할 것이다. 그러나 제조 프로세스만 놓고 보면, A14는 훨씬 빠르고 전력 효율이 높은 칩이 될 것이다.

 


대형 트랜지스터 크기

A13은 약 98.5mm2로 83.2mm2 A12보다 약 20% 크다. 작년에 필자가 예상했던 것보다 약간 작은 수준이지만, 필자의 최초 예상과는 차이가 있다. 필자는 애플이 트랜지스터 밀도를 증가시켜 줄 수 있는 TSMC의 N7+ 노드를 사용할 것이라고 가정했지만, 애플은 이런 효과가 없는 N7P 모드를 선택했다. 그 결과, A13은 100억 개의 트랜지스터가 아니라 약 85억 개의 트랜지스터를 가지고 있다. 


올해는 애플이 비슷한 크기를 유지할 것으로 생각한다. 약 100mm2는 쌓아 놓은 부품이 많은 고성능 프리미엄 모바일 프로세서에 적합한 크기다.


TSMC가 말한 대로 5nm 프로세스의 향상된 트랜지스터 밀도를 믿는다면, 우리는 놀라운 150억 개의 트랜지스터를 기대할 수 있다. 이것은 거의 가장 큰 규모의 하이엔드 데스크톱 및 서버 CPU와 GPU보다도 많은 수다. 아주 거대하다. 너무 크기 때문에 애플이 전체 칩 면적을 85mm2로, 트랜지스터를 125억 개로 줄인다고 하더라도 전혀 놀랍지 않을 것이다.


트랜지스터 수 자체로는 프로세서 성능을 추정할 수 없지만, 애플이 얼마나 ‘공간’에 노력을 기울이는지는 알 수 있다. 이는 더 많은 코어 혹은 더 큰 코어 또는 더 많은 캐시 또는 이러한 개선의 조합을 의미한다.

 

CPU 성능 

A13의 경우, 애플은 근본적인 CPU 아키텍처를 바꾸기 위해 많은 노력을 하지 않았다. 코어 수는 동일하며, 코어 자체도 크게 다르지 않다. 대신, 애플은 성능을 향상시키기 위해 향상된 7nm 프로세스가 제공할 수 있는 더 빠른 클럭 속도에 의존했다. 


단일 스레드 성능에서 A13은 (긱벤치5에서) A12보다 20% 향상된 성능을 제공한다. 작년에 필자가 예상했던 것보다 약간 더 좋고, 가장 빠른 모바일 CPU다. 

단순히 추세를 따라간다면(최근 A 시리즈 프로세서의 경우 상당히 일치함), A14는 1,600점에 가까운 점수를 받을 것으로 예상할 수 있다. 5nm 프로세스만 해도 1,400점대 중반 점수를 기록했던 A13에서 애플이 사용한 향상된 7nm 프로세스보다 8% 정도 빠를 것이다. 추측으로는 더 높은 피크 클럭 속도와 훨씬 더 높은 트랜지스터 예산으로 가능해진 약간의 아키텍처 개선으로 인해 1,500-1,600점 사이를 기록할 가능성이 크다. 


멀티 코어 성능은 예측하기가 더 어렵다. A12와 A13에는 소형 고효율 코어 4개와 대형 고성능 코어 2개가 탑재됐다. 애플은 이미 모든 코어를 최대한 활용할 수 있도록 워크로드를 매우 효율적으로 스케줄링하고 있기 때문에 스케줄링 개선이 크게 개선될 가능성은 거의 없다. 그러나 트랜지스터 밀도가 5nm에서 많이 증가함에 따라 애플은 세 번째 대형 코어를 추가하거나 고효율 코어의 성능을 크게 끌어올리거나 할 것이다. 이 경우 멀티스레드 성능이 크게 향상될 것이다. 

 

추세선을 감안하면 약 4,500점을 받겠지만, 아키텍처 변화와 클럭 속도를 결합하면 훨씬 더 높은 점수를 기록하리라 생각한다. 긱벤치 5 멀티 코어 점수가 5,000점 정도까지 올라간다고 해도 놀라지 않을 것이다.


더 가치 있는 점은 이 테스트에서 가장 빠른 안드로이드폰은 약 3,000점이며, 5,000점은 6코어 메인스트림 데스크톱 CPU나 고급 노트북 CPU와 비슷한 수준이라는 점이다. 그것은 15인치 맥북 프로의 영역이다.

 

그래픽 성능 

3D마크 슬링샷 익스트림 언리미티드 테스트를 살펴보면, 최근 추세로 예상한 것보다 A13의 성능이 크게 향상되었다. 필자는 약 4,800점을 예상했는데, 애플은 6,000점을 훨씬 넘었다! 최신 안드로이드폰을 이기기에 충분했지만, 이후 신형 모델들이 조금 더 나은 성능을 보여주었고, 올해 출시된 최상위 안드로이드폰들은 훨씬 더 발전할 것이다.


애플이 GPU를 더 강력하게 만들기 위해 상당한 트랜지스터 예산을 사용할 것으로 기대한다. 더 많은 메모리 대역폭과 함께, 이 테스트에서 우리는 아마도 낮은 7,000점 범위에 대한 추세선의 예측을 훨씬 능가하는 GPU 성능을 기대할 수 있을 것이다. 새로운 성능 병목현상을 제외하면 9,500점 이상의 점수는 확실히 가능하다고 생각한다. 즉, 게임에 사용되는 고급 그래픽의 종류에 대해서는 그래픽 성능이 50% 향상될 것으로 기대할 수 있다고 생각한다.

 

ⓒ IDG


컴퓨팅에 GPU를 사용하는 것에 관해서는 비슷한 속도 향상을 기대할 수 있을 것 같다. 더 큰 GPU와 더 빠른 클럭 속도와 더 많은 메모리 대역폭을 통해 50% 이상 향상될 수 있을 것이며, 긱벤치 5 컴퓨팅 점수도 9,500에서 10,000 사이로 높아질 수 있다.


이미지 프로세싱과 신경 엔진 

A 시리즈 프로세서는 CPU와 GPU 코어를 내장하는 것 이상의 기능을 한다. (카메라의 데이터를 스텔라 사진과 동영상으로 바꾸는) 이미지 프로세싱, 비디오 인코딩과 디코딩, iOS 전체에서 사용되는 머신러닝 작업에 동력을 부여하는 신경 엔진(NE) 등 특정 업무를 위한 전문 하드웨어를 포함하고 있다. 


A13에서 애플은 메트릭스 곱셈을 처리하기 위해 전문 하드웨어를 추가했고, 이러한 컴퓨팅 작업을 프로세서(CPU, GPU, 신경 엔진)의 다양한 부분 사이에서 균형을 맞추기 위해 업데이트된 ‘머신러닝 컨트롤러’를 추가했다. 예측한 대로 신경 엔진에 코어를 추가하지는 않았지만 CPU, GPU, NE의 모든 부분이 더 높은 클럭 속도로 구동되기 때문에 성능이 향상되었다.

 


이는 애플이 깊이 관심을 두고 있는 분야로, 운영체제 전반에 걸쳐 사진과 영상 화질, 증강현실, 시리의 많은 기능 향상에 필요한 부분이다. 5nm 제조 프로세스에 따른 보다 많은 트랜지스터 예산으로 애플은 이번에 신경 엔진 코어를 추가하고 다른 아키텍처도 개선할 수 있을 것 같다.




 

더 빨라진 LPDDR5 RAM

... 2017년 A11에서는 LPDDR4x(빠르고 약간 더 전력 효율적인 버전)로 도약했다. 분해해서 판단해본 결과 A12와 A13은 동일한 RAM을 사용했다. 

 


장점은 무엇일까? 삼성이 생산하고 있는 현재의 LPDDR5는 아이폰 11에 사용된 LPDDR4x보다 약 30% 빠르고 전력 효율도 최소한 30% 더 높다. 메모리 대역폭은 많은 작업, 특히 모바일 그래픽 성능과 이미지 프로세싱에 있어 중요한 걸림돌이다.


주목할 점은 삼성은 현재 12기가비트 LPDDR5 칩만 양산하고 있다는 점이다. 애플이 삼성을 공급업체로 활용한다면 아마 아이폰12에서 6GB RAM으로 업그레이드한다는 것을 의미하는 셈이다. 12기가비트 칩을 사용하여 4GB RAM을 깔끔하게 생산할 수는 없지만, 4개의 칩을 사용하여 6GB(48기가비트) 패키지를 쉽게 만들 수 있다.

 

스냅드래곤 X55 모뎀을 통한 5G 지원 


올해 애플은 새로운 아이폰에 5G 지원을 포함시킬 것으로 예상된다. 부분적으로는 애플과 퀄컴이 합의한 소송과 라이선스 계약 덕분에 모든 프리미엄 아이폰은 X55 모뎀을 갖게 될 것으로 보인다. 더 낮은 사양의 모델은 모뎀을 가지고 있을 수도 있지만, 소프트웨어를 통해 5G 라디오를 사용할 수도 있다. 




댓글 | 32
1


BEST
게시물 의도와는 상관없지만 아이폰 12에는 램 좀 많이...
20.01.21 14:05
(2048565)

121.65.***.***

BEST
솔직히 A13으로도 성능은 차고 넘친다고 생각함 근데 램때문에 성능이 저평가당하는것도 너무함 제발 12에선 8기가 넣자.... 11프로샀지만 5기가도 아니고 4기가동결은 너무했다
20.01.21 14:25
(8835)

72.192.***.***

BEST
왜요? 저는 굉장히 편하던데..
20.01.21 14:23
BEST
페이스 아이디를 빼기보다는 둘다 있는게 좋은거 같은데....
20.01.21 15:28
(4727547)

118.37.***.***

BEST
전체적으로 페이스아이디가 편하면서도 마스크쓸때랑 아침에일어날때 불편
20.01.21 14:42
BEST
게시물 의도와는 상관없지만 아이폰 12에는 램 좀 많이...
20.01.21 14:05
페이스 아이디 좀 안했으면 좋겠는데
20.01.21 14:17
(8835)

72.192.***.***

BEST
루리웹-4180688741
왜요? 저는 굉장히 편하던데.. | 20.01.21 14:23 | | |
(4912550)

49.165.***.***

루리웹-4180688741
어떻게 보면 지문 보다는 나음. 지문은 닳아버리면 인식이 안 된다는 문제가 있지만.. 얼굴은 아예 딴 사람이 아닌 이상 인식은 되니까요 | 20.01.21 14:34 | | |
(4727547)

118.37.***.***

BEST
루리웹-4180688741
전체적으로 페이스아이디가 편하면서도 마스크쓸때랑 아침에일어날때 불편 | 20.01.21 14:42 | | |
루리웹-4180688741
비번 입력할때 아무것도 안하고 그냥 쳐다보기만 해도 되서 편하던데 | 20.01.21 15:02 | | |
BEST
루리웹-4180688741
페이스 아이디를 빼기보다는 둘다 있는게 좋은거 같은데.... | 20.01.21 15:28 | | |
(137186)

183.99.***.***

닉넴뭘로할지몰라서암꺼나써본다
정답 | 20.01.21 15:41 | | |
닉넴뭘로할지몰라서암꺼나써본다
ㄹㅇ루다가 왜 이런걸로 이게좋다 저게 좋다 하는거지 이게 애플 노림수에 사람들이 적응하면서 세뇌되는 느낌 유저가 선택할수있께 둘다 넣거나 더 좋은 보안기능이 같이 들어가는 쪽이 좋지 | 20.01.21 16:02 | | |
(1286066)

14.57.***.***

IlIlIlIllllll
동감합니다 둘다 넣으면 됬을걸 얼굴이 더 편하네 마네 하는것도 좀 웃깁니다. 아이폰이 싼거도 아니고.. | 20.01.21 16:13 | | |
INARIUS
반대로 지문인식은 겨울에 손가락 피부 일어나거나 장갑끼게 되면 그것도 불편하죠 | 20.01.21 16:23 | | |
IlIlIlIllllll
둘다 넣으면 보안성은 떨어집니다. 문이 여러개라고 생각하시면 돼요. | 20.01.21 16:59 | | |
(2048565)

121.65.***.***

BEST
솔직히 A13으로도 성능은 차고 넘친다고 생각함 근데 램때문에 성능이 저평가당하는것도 너무함 제발 12에선 8기가 넣자.... 11프로샀지만 5기가도 아니고 4기가동결은 너무했다
20.01.21 14:25
polnmty
현실은 6기가도 최대일듯..ㅡㅡ | 20.01.21 14:35 | | |
(2048565)

121.65.***.***

카인제너럴
6기가도 감사해야한다고 생각이 드네 우휴 | 20.01.21 14:37 | | |
(786310)

219.250.***.***

polnmty
5g아님 천만다행 근데 현실5g.확정.행보보면 | 20.01.21 14:45 | | |
(2048565)

121.65.***.***

김나정
?? 루머보면 6기가던데;; 설마 | 20.01.21 14:46 | | |
(5117693)

175.223.***.***

polnmty
그래서 보이콧중입니다 12때 넘어가려구요 | 20.01.21 15:13 | | |
polnmty
6기가 기본으로 해줘도 감사할 지경.. 1TB엔 8기가 해줄수도 | 20.01.21 15:35 | | |
김나정
5GB는 물리적으루 불가능해요 | 20.01.21 16:23 | | |
(5262642)

207.107.***.***

polnmty
하는거보면 몇년은 계속 4기가 갈듯 | 20.01.21 23:34 | | |
(4712757)

121.175.***.***

진짜 양심 있음 최소 6기가 하자! 다른거 필요없다 램이라도
20.01.21 14:55
올해는 넘어가야겠는데..
20.01.21 15:12
(5117693)

175.223.***.***

9월까지 8달 긴기다림
20.01.21 15:13
램 8기가 넣어주세요.... 진짜.. 최소한!!!!!!!! 6기가라도..ㅠㅠ
20.01.21 15:51
이미 아이폰 11 프로도 전성비 미친듯이 깡패인데 5나노+배터리 밀도증가면...
20.01.21 16:27
A12 탑재된 XR도 충분히 빠르다 생각했는데 여기서 더더욱 빨라진다니... 상상이 안 되네요
20.01.21 16:27
(1350721)

223.62.***.***

지금 루머들에 의하면... 차기 프로모델은 6기가 램, 일반은 4기가 램으로 예상된다 하던데 제발 일반이 6, 프로가 8이었으면 좋겠네요. (램만 높혀준다면 지금 11프로에서 갈아탈 생각도 있습니다)
20.01.21 17:52
초대 아이폰만큼이나 센세이션을 불러 일으켰던 아이패드 1세대도 나올 당시 램이 256MB라 적다는 지적을 받았는데 2020년 들어서도 램이 적다고 지적받는 애플 A13에서 옆그레이드되도 충분히 성능 짱짱맨이니까 많은 분들이 바라는것처럼 램 좀 팍팍 올려라 최근에 나오는 아이폰들 가격도 쳐돌았는데 마진쿡 시펄놈아
20.01.21 19:25
(3169016)

218.233.***.***

램 6기가는 희망회로 돌린거고 현실은 3기가 고용량은 4.5기가갈듯
20.01.21 20:51
(5262642)

207.107.***.***

게임 원활하게 돌릴거면 닥치고 아이폰이지. 리프레시 감수하더라도. 신기해 겜돌이 많은 싸이트에서 게임 위주면 아이폰이 맞는데 램 하나가지고 못죽여서 안달ㅋㅋ 카메라도 이젠 못 비비니 나중에 램까지 올려주면 비빌게 없어짐.
20.01.22 01:00
(5301955)

126.199.***.***

껌정신발
ㄴㄴ 그건 일반화 오류임 루리웹이 큐모가 커서 게임 안하는 분들이라도 가입하는 경우가 많음 당장 마이피만 가봐도 게임 안한다는 분들 많고 음갤처럼 게임 아닌 커뮤니티도 활발한데 뭘 싸잡아 그룹화시키는지? | 20.01.22 13:15 | | |


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