베일벗은 아이폰12… AI 성능 향상에 '올인'

@apple

애플은 아이패드 및 워치를 주제로 한 신제품 공개 행사인 ‘타임 플라이즈(Time Flies)’를 가상으로 개최했습니다.

그리고 새로운 아이패드 에어(iPad Air)를 공개하면서 최신 모바일 시스템온칩(System On Chip, SoC), A14 바이오닉(A14 Bionic)을 선보였는데요.

이는 최첨단 5나노 공정으로 제작돼, 애플의 가장 진보된 SoC이며 전세계에서 가장 빠른 모바일 칩일 것입니다.

또한 온라인으로 진행한 신제품 행사에서 당초 예상대로 아이폰12가 정체는 드러내지 않았습니다.

내달 공개될 아이폰12의 성능을 대략적으로 추정해볼 수 있는 단서는 제공했습니다.

A14 바이오닉은 아이폰의 두뇌라고 할 수 있는 애플의 최신 모바일 칩셋인데요.

이는 아이패드 에어 4세대뿐만 아니라 내달 공개될 아이폰12에도 탑재될 예정입니다.

팀 쿡 애플 CEO(최고경영자)가 WWDC 2020 온라인 행사 시작을 알리는 모습

애플에 따르면 A14 바이오닉은 전작인 A13 바이오닉에 비해 약 40% 늘어난 118억 개의 트랜지스터를 장착한 헥사(6)코어 CPU(중앙처리장치)로 구성돼 있습니다.

통상 PC용 CPU보다 작은만큼 트랜지스터 숫자도 적은 모바일 CPU의 한계를 깼다는 평가를 받고 있는데요.

직접 비교는 어렵지만 가령 최근 '국민 CPU'로 불릴 정도로 널리 보급된 PC용 CPU 라이젠5 3600나 그 상위 제품군보다도 집적도가 높은 것으로 분석됩니다.


* 집적도란?
1개의 반도체 칩에 구성되어 있는 소자 수. 집적 회로(IC)는 반도체 기술을 이용하여 작은 실리콘 기판 위에 다이오드, 저항, 트랜지스터와 같은 다기능 디지털 소자를 집적하여 구성하는데, 집적도는 하나의 칩에 이러한 논리 소자가 몇 개나 구성되어 있는지를 나타내는 정도, 즉 칩당 소자 수를 의미한다.

통상 CPU의 경우 트랜지스터의 숫자가 많아질수록 논리회로가 늘어나기 때문에 초당 연산하는 숫자가 늘어나서 성능이 향상되는 것이 일반적입니다.

또 소자의 크기나 회로 선폭이 미세해 지면, 요구하는 전류량도 적어지고, 따라서 발열도 적어집니다.

미세공정 향상에 따라 칩 다이(die) 내에 남는 공간에 별도의 캐시 메모리를 넣어 성능을 늘릴수도 있는데요.

최근에는 뉴럴엔진(Neural Engine)을 배치해 인공지능(AI) 추론 연산 기능을 강화하기도 합니다.

반면 애플 A14 바이오닉은 최신 반도체 공정에 따른 트랜지스터 숫자와 집적도는 '역대급'이라고 합니다.

그러나 정작 명시된 성능 향상폭은 그리 크지 않아서 반도체 업계에서는 논란이 분분했는데요.

애플이 아이패드 에어 신제품에 탑재된 새 AP인 'A14 바이오닉'을 공개했다.

이는 A14 바이오닉의 연산 성능, 그래픽 성능 향상이 기대에 미치지 못한다는 얘기이기도 합니다.

일부 벤치마크 테스트에서는 퀄컴의 최신 모바일 칩셋인 스냅드래곤 875와의 비교에서 오히려 밀릴 수도 있다는 우려가 나오는것고 사실입니다.

애플은 신제품 공개행사에서 A14바이오닉이 전작에 비해 성능이 40% 향상됐다고 밝혔는데요.

그러나 여기서 애플이 언급한 전작이 아이패드 에어 3세대에 탑재된 'A12'와의 비교이기 때문에 A14 바이오닉을 아이폰11에 탑재된 A13 바이오닉 칩과 비교할 경우 A14 바이오닉 칩의 CPU, GPU 성능 향상은 16%와 8% 수준에 불과하다는 지적도 나옵니다.

그렇다면 지난 수년간 A12, A13 등으로 꾸준히 퀄컴의 스냅드래곤 시리즈, 삼성전자의 엑시노스 시리즈보다 뛰어난 성능을 보여온 애플의 모바일칩 설계 기술이 왜 갑작스럽게 경쟁력을 잃게 된 것일까요?

일부 전문가들은 애플의 전략에 따른 '의도된 결과'로 보고 있습니다.

실제 애플이 공개한 A14 바이오닉의 칩셋 구성 이미지에서 연산, 그래픽 성능보다는 인공지능(AI) 기능을 담당하는 뉴럴엔진의 비중이 크게 커졌기 때문입니다.

국내 반도체업계 관계자는 "구체적인 칩셋 구조는 추후에 밝혀질 것으로 보이지만 일단 애플이 행사에서 공개한 A14 바이오닉의 사양을 보면 뉴럴엔진 칩을 이전의 8코어에서 16코어로 두 배로 늘린 것이 확인됐다"며 밝혔습니다.

이어 "연산 능력도 6테라플롭스(TFLOPS)에서 11TFLOPS로 거의 두 배 가까이 향상된 것으로 추정된다"고 분석했습니다.

이는 애플이 아이폰12에서 수년간 경쟁사들과 벌여온 연산성능, 그래픽 성능 경쟁보다는 다양한 AI 서비스를 계획하고 있다는 점을 추측해볼 수 있는데요.

애플이 이번에 두 배 수준으로 늘린 뉴럴엔진은 머신러닝, 추론 모델, 이미지 인식, 모션 인식, 생체인식 등 인공신경망 추론 연산에 특화한 전용 하드웨어이기 때문입니다.

여기에 최근 애플이 공개한 새로운 모바일 운영체제 iOS 14가 AI 통·번역, 무려 20배 많은 정보를 다루게 될 음성비서 시리 등을 강조했다는 점에 비춰볼 때 애플은 아이폰12에서 AI와 관련한 신기능으로 '한 방'을 노리고 있다는 분석이 나옵니다.