애플 M1 Pro/M1 Max CPU 총정리 및 분석

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M1 Pro의 GPU는

 

FP32 기준

2048 ALU @ 1270~1280MHz

128 TMU , 64 ROP

 

픽셀 필레이트 : 82 기가픽셀/s

텍스쳐 필레이트 : 164 기가텍셀/s

단정밀도 연산성능 : 5.2 테라플롭스

 

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GTX 1660은

픽셀 필레이트 : 86 기가픽셀/s

텍스쳐 필레이트 : 157 기가텍셀/s

단정밀도 연산성능 : 5.0 테라플롭스

 

이는 GTX 1660과 거의 동일한 수준의 성능을 가진 GPU를 넣었다는 의미입니다.

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기존 노트북용 프로세서는 이정도 성능의 GPU를 넣기 위해 별도의 GPU 다이를 양산하여 별도의 VRAM에 연결했지만

애플은 256비트 LPDDR5의 매우 넓은 대역폭의 램을 VRAM과 통합하여 하나의 다이로 묶어서 내놓았습니다.

 

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GTX 1660 VRAM의 대역폭은 192GB/s

M1 Pro의 통합 메모리 대역폭은 200GB/s이기 때문에 대역폭으로 인한 병목현상은 없을 것으로 전망됩니다.

 

 

10개의 CPU와 16개의 GPU 클러스터, 거대한 NPU를 한 칩에 넣기 위해 칩 하나당 337억개의 트랜지스터를 가지게 되었음.

 

A14 A15와 M1의 선례를 보면 TSMC의 N5와 N5P는 140MTr/mm^2의 밀도를 가지고 있고, 이를 통하여 역산해보면 M1 Pro의 다이 면적은 250mm^2 가까이 되지 않을까 싶다.

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M1 Max의 통합 메모리 대역폭, 그리고 GPU 클러스터 수와 GPU 성능은 M1 Pro의 2배

 

트랜지스터 수가 570억개이기 때문에 다이 면적은 대략 400mm^2 수준이 될 것입니다.

 

 

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M1 Max의 GPU는

픽셀 필레이트 : 164 기가픽셀/s

텍스쳐 필레이트 : 327 기가텍셀/s

단정밀도 연산성능 : 10.4 테라플롭스

메모리 대역폭 : 400GB/s

 

GTX 1080 Ti는

픽셀 필레이트 : 139 기가픽셀/s

텍스쳐 필레이트 : 354 기가텍셀/s

단정밀도 연산성능 : 11.3 테라플롭스

메모리 대역폭 : 484GB/s

 

FP32 연산성능(ALU 혹은 CUDA), 텍스쳐 필레이트(TMU), 픽셀 필레이트(ROP)와 VRAM 대역폭을 고려해보면

 

대충 M1 Max의 GPU의 타겟 성능은

 

1080 <<<<< M1 Max << 1080ti 정도에 위치해 있습니다.

 

 

타사의 CPU/GPU와의 전성비 비교

 

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타사의 CPU/GPU와의 전성비 비교

 

사실 타사 CPU/GPU의 로직 공정은 TSMC N7 계열이나 Intel 10nm SuperFin 공정을 사용하는데 반해

 

M1 Pro와 M1 Max는 TSMC N5P 공정에서 양산되기 때문에 당연히 전성비 면에서 엄청난 이득입니다.

 

 

거기에다가 애플 ARM 아키텍쳐는 타 ARM 아키텍쳐와 비교하더라도 훨씬 더 높은 전성비를 가지고 있기 때문에 설계상으로도 한단계 더 높은 셈이죠.

 

 

 

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요약

1. M1 PRO와 M1 MAX의 GPU 성능은 각각 1660, 1080ti에 대응

2. 물론 이론상으로 그렇지만 게임 성능은... 애플이라 제한적. 그래픽 작업을 제외한 게임 작업에서 기대하기 어려움

3. 각각 250mm^2 400mm^2의 면적을 가지고 모든 것을 하나로 통합한 칩인만큼 트랜지스터도 빽빽하게 들어가 있음 

4. 전성비 매우 좋음

 

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