ARM 기반의 자체 CPU 제작을 진행하려는 애플의 의도는?

이 글을 쓰는 시점으로부터 대략 일주일 후(미국 시간으로 6월 22일 오전 10시, 한국 시간으로 6월 23일 새벽 2시)에 애플의 개발자 컨퍼런스인 WWDC 2020이 개최된다. 물론 이전처럼 미국 샌프란시스코에 있는 스티브잡스 극장에서 오프라인으로 진행되는 것이 아니라 코로나19로 인해 이번에는 온라인으로 진행된다고 한다.

 

그리고 언제나처럼 애플이 제공하는 5개의 OS인 macOS, iOS, iPadOS, watchOS, tvOS에 대한 신버전 공개가 있을 것으로 예상이 된다. 그런데 OS 말고 재미난 소식이 들릴 것 같다는 뉴스가 들어왔다.

 

작년인가 블룸버그에서 애플이 자체 CPU를 만들어서 PC 계열에 적용할 것이라는 뉴스를 내보낸 적이 있다. 애플은 아이폰, 아이패드 등과 같은 모바일 디바이스 라인업에는 ARM 기반의 A 시리즈 AP(모바일 CPU를 Application Processor의 약자로 AP라고 많이들 함)를 자체적으로 만들어서 적용을 해왔다.

 

하지만 맥북 계열 및 아이맥 계열, 맥 프로 계열 등 애플의 PC 라인업에는 현재까지는 인텔 CPU를 탑재해서 생산하고 있다. 그런데 이제 PC 라인업에도 자체 CPU를 만들어서 탑재할 예정이라고 한다.

 

애플은 매킨토시로 대변되는 PC 라인업의 CPU 카테고리 변경을 그동안 2번을 했었다. 그 전의 애플 시리즈(애플, 애플2, 애플3 등)까지 합친다면 3번이라고 봐야 할 듯 싶지만. 애플 1, 애플 2는 MOS 6502라는 CPU를 사용했다.

 

그리고 지금의 맥북, 아이맥, 맥 프로 계열의 조상이라 할 수 있는 매킨토시는 맨 처음 모토롤라에서 만든 68000 시리즈(68000, 68020, 68030 등)를 사용했다. 그러다가 모토롤라, IBM, 애플이 합작으로 만든 PowerPC(PPC) 시리즈로 넘어가게 된다.

 

매킨토시 시리즈의 역사를 보다보면 모델명에 파워(Power)라는 이름이 붙는 제품들이 있는데(파워 매킨토시, 파워맥 등) 이 제품들이 PPC CPU를 탑재한 제품들이다. 그러다가 2000년대 중반에 인텔 CPU로 넘어오면서 지금까지 이어지고 있다.

 

작년에 블룸버그의 뉴스를 보면서 만약 애플이 자체 CPU를 제작한다면 분명 ARM 기반의 CPU가 될 것이라고 생각을 했었다. 이유는 간단했다. 앞서 언급했듯 애플은 이미 아이폰, 아이패드 등의 모바일 디바이스 라인업에 자체적으로 제작한 CPU인 A 시리즈를 탑재했기 때문이다.

 

현재 아이폰 11 시리즈에는 A13 바이오닉, 아이패드 프로 4세대에는 A12Z 바이오닉 칩셋이 탑재되어 있으며 애플이 자체적으로 개발한 ARM 기반 AP들이다. 그런 의미에서 애플은 CPU 제작에 대한 노하우는 충분히 갖추고 있다.

 

A14 바이오닉 칩셋(?)

물론 PC CPU와 모바일 AP는 컨셉도 그렇고 컴퓨팅 파워에 있어서도 차이가 있다. 그동안 알게 모르게 모바일 AP를 적용한 PC 제작 시도가 많았던 것으로 알고 있다. 실제로 MS는 서피스 시리즈 초기에 nVIDIA에서 만든 테그라 칩셋을 이용해서 서피스 RT라는 제품을 만들고 ARM 기반에서 운영되는 OS인 Windows RT를 만들어서 탑재해서 판매한 적도 있다. 물론 결과적으로는 실패로 돌아갔지만 말이다. 하지만 ARM 기반의 CPU를 만들어서 PC에 적용하려는 시도는 지속적으로 있었다.

왜 자체 CPU로 가려고 하는가?

일단 애플이 왜 지금까지 잘 사용하고 있던 인텔 CPU를 버리고(?) 자체 CPU를 제작하여 적용하려는가에 대한 이유를 알아봐야 한다.

전력 소비의 부담감

첫 번째는 아마도 전력 소비에 대한 부담감일 듯 싶다. 인텔, AMD 등에서 만드는 PC용 CPU는 CISC 방식으로 컴퓨팅 파워는 강력하지만 복잡하고 전력 소비가 많기 때문에 배터리 기반의 노트북에서 사용하기에는 많은 부담이 되는 것이 사실이다.

 

물론 저전력으로 동작하는 CPU들이 나오고 있기는 하지만 같은 계열의 CPU라고 하더라도(모델명이 비슷하더라도) 일반 CPU와 모바일 CPU는 성능에 차이가 분명히 있다. 물론 저전력 CPU로 인해 9~10시간 이상 쓸 수 있는 환경이 만들어졌다고는 하지만 성능과 양립하기 어렵다는 것은 아쉬운 부분임은 분명하다.

 

그렇다고 일반 CPU를 쓰자니 전력 소모량을 무시할 수 없고 배터리 용량을 키우자니 디자인이나 무게 등에 부담이 있다. 이번 부분에 대한 고민이 하나 있을 것이다.

인텔 스케쥴에 대한 불만

두 번째는 애플이 자신들이 원하는 시점에서 새로운 PC 라인업을 만들 수 없는, 즉 CPU 생산 스케쥴에 따라서 PC 라인업 생산 스케쥴을 잡아야 하는 아쉬움 때문이라고 보여진다.

 

애플은 거의 매년 신제품을 내놓는다. 아이폰이나 아이패드 시리즈와 같은 모바일 제품들은 정말로 1년마다 신제품이 나온다. 이런 주기를 맥 계열에서도 가져가고 싶은데 인텔의 새로운 CPU 생산 스케쥴에 맞춰서 가져가야만 하는 상황때문에 자체 스케쥴을 따라기가 어려운 상황이다.

 

자신들의 신제품 개발 스케쥴이 CPU 생산 스케쥴과 안맞다보니 그 부분에 대한 부담도 분명히 있는 듯 싶다.

A 시리즈의 성능 확보

세 번째는 애플이 A 시리즈를 만들면서 ARM 기반이기는 하지만 인텔이나 AMD의 x86 계열 CPU 못잖은 성능을 갖추기 시작했기 때문이라고 보여진다.

 

예를 들어 A12X 바이오닉 칩셋이 탑재된 2018 아이패드 프로 3세대와 인텔 Core i7(6 core) CPU가 탑재된 2018년 15인치 맥북프로를 긱벤치라는 벤치마크 프로그램으로 성능 테스트를 하게 되면 싱글 코어 점수는 A12X 바이오닉 칩셋이 5,025, 인텔 CPU는 4,928이 나온다.

 

물론 멀티 코어 점수는 18,106과 21,165로 A12X 바이오닉 칩셋보다 인텔 CPU가 더 높게 나오지만 말이다. 하지만 A12X 바이오닉 칩셋의 성능이 인텔 CPU에 비해 결코 뒤떨어지지 않는다는 것을 알 수 있다.

 

즉, 이제는 ARM 기반의 모바일 AP의 성능이 x86 계열의 PC용 CPU에 버금갈 정도로 올라왔다고 할 수 있다. 과거에는 ARM 기반의 모바일 AP 성능이 PC용 CPU에 한참 뒤떨어진다는 평가가 많았기 때문에 이제는 충분히 경쟁력을 갖췄다고 판단할 수 있게 된 것이다.

 

아마도 위의 3가지 이유(물론 더 많겠지만)로 인해 애플은 아이폰, 아이패드와 같은 모바일 디바이스 라인업 외에 맥북에어와 같은 PC 라인업에도 아마도 ARM 기반의 자체 제작 CPU를 탑재하려는 것이 아닐까 하는 생각이 든다.

 

성능도 이제 PC용 CPU 못잖게 올라왔고 전력 소비는 훨씬 효율적인데다가 외부 업체가 아닌 자체적으로 제작하기 때문에 개발 및 생산 스케쥴을 조절할 수 있다는 장점이 있기 때문에, 그리고 인텔의 눈치를 볼 필요도 없기 때문에 자체 CPU 제작을 적극적으로 고민했고 시도했고 이번 WWDC 2020에서 그 결과를 발표하려는 것이 아닐까 싶다.

새로운 CPU는 내년에 나올 새로운 맥북에어에 탑재를?

일단 위의 내용들을 살펴보면 애플은 ARM 기반으로 CPU 제작 경험을 지니고 있기 때문에 PC 계열 역시 ARM 계열로 만들 것이라고 예상을 할 수 있다.

 

여러 외신들의 내용을 종합해보면 현재 아이폰 11 시리즈에 탑재된 A13 바이오닉 칩셋의 후속 모델인 A14 바이오닉 칩셋이 맥 계열에 들어갈 것이라고 언급하고 있다. 아이폰, 아이패드 시리즈에서 탑재되는 모바일 AP를 그대로 PC에 넣겠다는 얘기다.

 

내 예상은 A 시리즈가 아닌 A 시리즈를 기반으로 하지만 PC의 컨셉에 맞는 다른 CPU 시리즈를 만들지 않을까 싶은데 말이다. 예를 들어 D 시리즈라던지(애플은 이미 M, T 시리즈의 칩셋을 만들고 있기 때문에 Desktop의 약자인 D라고 해봤다).

 

A14 바이오닉 칩셋을 탑재한 맥북에어?

그리고 애플은 일단 모든 맥 라인업에 ARM 기반의 자체 제작 CPU를 탑재하는 것이 아닌 맥북에어의 엔트리급 모델(최저가 모델)에 먼저 탑재할 것이라고 언론들은 얘기하고 있다. 내년에 나올 새로운 맥북에어 모델들 중 가장 기본 모델에 탑재할 것이라는 얘기다. 물론 인텔의 Core i 시리즈 CPU를 탑재한 모델들도 함께 나올 것이고 말이다.

ARM 기반의 macOS?

이렇게 되면 새로운 CPU를 탑재할 맥북에어에 들어갈 OS에 대한 얘기를 안할 수 없다.

 

애플은 아이폰, 아이패드 계열에는 iOS(솔직히 iPadOS도 iOS 기반으로 레이아웃 정도만 다른 수준이니 같은 OS라고 해도 무방)를 탑재하지만 맥북, 아이맥, 맥 프로 시리즈 등의 PC 계열에는 macOS를 탑재하고 있다. OS는 CPU의 종류에 따라서 실행할 수 있는 실행코드가 다르기 때문에 문제가 된다.

 

간단히 말하자면 같은 macOS라고 하더라도 x86 기반 CPU에서 동작하는 macOS와 ARM 기반에서 동작하는 macOS는 어떤 의미에서는 서로 다른 OS라는 얘기다.

과거 서피스 RT와 Windows RT의 실패

앞서 서피스 RT를 언급하면서 Windows RT를 언급했는데 같은 MS의 Windows OS지만 서피스 RT에 탑재된 Windows RT는 기존 Windows XP, 7, 8(저 당시에는 Windows 10이 안나왔을 때이니)에서 동작하던 어플리케이션들을 사용할 수 없었다.

 

Windows RT는 ARM 기반(테그라 칩셋이 ARM 기반이기 때문에) OS이기 때문에 기존 Windows OS에서 설치해서 사용하던 어플리케이션을 쓸 수 없었다. 서피스 RT에 기본 탑재된 MS 오피스도 Windows RT용으로 컨버전한 버전이다(마찬가지로 Windows RT용 MS 오피스를 Windows XP나 7에서는 쓸 수가 없다).

 

물론 Windows 8때부터 도입된 MS의 모던 UI를 적용한 .Net 프레임워크 기반의 앱들은 Windows 8, Windows RT 모두 쓸 수 있었다.

 

하지만 기존 레거시 어플리케이션을 쓸 수 없었던 문제로 인해, 그리고 테그라 칩셋의 성능으로 인해 서피스 RT와 Windows RT는 실패할 수 밖에 없었다. 이 얘기를 왜 하는가 하면 애플 역시 같은 문제점을 가질 수 있기 때문이다.

 

Surface RT(좌)와 Surface Pro X(우)

서피스 프로 X와 Windows 10의 나름대로의 선전이 가능성을..

하지만 애플은 ARM 기반의 CPU 및 PC에 대한 가능성을 또 보게 되었는데 아이러니하게도 앞서 언급한 MS로 인해 가능성도 보게된 것이 아닐까 싶다.

 

작년에 MS는 서피스 행사를 통해 서피스 프로 X를 선보였는데 기존 다른 서피스 시리즈들과 달리 서피스 프로 X는 과거 서피스 RT처럼 ARM 기반의 CPU가 탑재된 모델이었다. 다른 점은 서피스 RT는 nVIDIA가 만든 테그라 칩셋이 들어갔는데 서피스 프로 X는 MS가 퀄컴과 함께 만든 MS SQ1이라는 칩셋이라는 점이다.

 

그리고 서피스 프로 X에 탑재된 OS 역시 서피스 RT에 들어간 Windows RT가 아닌 Windows 10이 탑재되어 있다. 물론 일반 사용자들에게 판매되는 Windows 10이 아닌 서피스 프로 X에 맞춰서 어느정도 커스텀이 된 Windows 10이라고 생각이 된다.

 

그렇다면 서피스 프로 X에 탑재된 Windows 10은 기존 다른 Windows에서 돌던 어플리케이션이 동작하지 않아야 하는 것이 맞다.

 

그런데 결론은 그렇지 않다. 돌아간다.

 

물론 제약이 있기는 하다. 일단 Windows 10의 모던 UI로 만든 어플리케이션들은 다 돌아간다. 그리고 기존 Windows에서 돌아가던 어플리케이션 역시 서피스 프로 X에서 동작을 한다. 다만 64비트 어플리케이션은 못돌리고 32비트 어플리케이션만 설치해서 쓸 수 있다는 제약 사항이 있기는 하지만 말이다.

 

그래도 기존 레거시 어플리케이션들이 동작을 한다는 이유 때문에 서피스 프로 X는 기업에서 어느정도 통용될 수 있는 장비로 인식하고 쓰이고 있다. 서피스 RT와 같은 실패는 하지 않고 있다는 얘기다.

 

ARM 기반 CPU인 MS SQ1의 어느정도의 성공적인 움직임이 애플의 ARM 기반 자체 CPU 제작에 대한 희망을 주지 않았는가 하는 생각도 해봤다.

Windows와 macOS는 상황이 좀 다를텐데..

물론 Windows OS와 macOS의 상황은 다를 수 있다. 애플과 MS의 상황이 다르고 Windows OS를 쓰는 사용자들과 macOS를 쓰는 사용자들의 사용 패턴이나 사용 어플리케이션의 특성들이 분명히 다르기 때문에 MS의 상황을 애플에 그대로 적용하기 어렵다.

 

하지만 MS는 서피스 프로 X에서 32비트용 Windows 어플리케이션들을 사용할 수 있게 만들어줬기 때문에 나름대로의 범용성을 가져갈 수 있었고 기존 Windows RT의 실패 요인을 어느정도 상쇄시킬 수 있었다.

 

참고로 서피스 프로 X에 들어가는 Windows 10에는 인텔 CPU 에뮬레이터가 탑재되어 있다고 한다. 기존 Windows 어플리케이션들은 해당 인텔 CPU 에뮬레이터를 통해 동작하기 때문에 문제가 없다고 한다.

 

CPU의 성능 상 32비트까지만 에뮬레이션이 가능하기 때문에 32비트 어플리케이션까지만 지원하는 것인데 CPU의 성능이 더 높아진다면 64비트까지 에뮬레이션이 가능해질 것이며 그러면 지금 나오고 있는 대부분의 Windows OS용 어플리케이션을 서피스 프로 X에서도 쓸 수 있게 된다는 것이다.

 

애플도 비슷한 시각으로 바라보고 있지 않을까 싶다. ARM 기반으로 만들어진 자체 CPU가 탑재된 새로운 맥북에어용 macOS에 인텔 CPU 에뮬레이터를 넣을 수 있는 것이다. 어느정도 성능까지 지원할지는 아직은 미지수지만 충분히 가능성이 있다.

그렇다면 iPadOS 탑재를?

위의 사항도 충분히 예견이 가능한 내용이지만 여기에 몇몇 언론들은 애플이 내년에 내놓을 ARM 기반 자체 CPU 탑재 맥북에어에는 macOS가 아닌 iPadOS가 탑재될 것이라고 언급하고 있다. PC에 아직은 모바일 OS 계열로 취급받고 있는 iPadOS를 넣겠다는 얘기다.

 

맥북이 이런 모양으로?

애플이 지속적으로 아이패드 시리즈를 모바일 카테고리에서 차세대 PC 카테고리로 밀고 있는 것과 그 궤를 같이 한다는 얘기로 들릴 수 있다. 애플이 아이패드 프로 4세대의 광고에 다음의 PC는 노트북이나 데스크탑이 아닌 아이패드가 될 것이라고 주장을 하는데 그 본보기(?)로 PC인 맥북에어에 iPadOS를 넣어서 내보내겠다는 얘기다.

 

이게 말이야 방구야 하는 사람들도 존재하고 나 역시 비슷하게 생각한다.

 

애플이 이렇게 할 가능성도 분명 존재하는데 그 이유는 다름아닌 사용하는 어플리케이션의 종류 때문이다.

 

실질적으로 아이폰, 아이패드 등에서 동작하는 어플리케이션의 수가 macOS가 탑재된 맥 계열에서 동작하는 어플리케이션의 수보다 더 많다. 물론 어플리케이션의 성능을 따진다면 아직은 아이패드용 어플리케이션이 맥용 어플리케이션에 비해 상대적으로 뒤떨어지는 것은 사실이지만 그래도 지금 시점으로 봤을 때 많이 좋아진 것이 사실이다.

 

그리고 활용도 측면에서도 아이패드용 어플리케이션들이 맥용 어플리케이션보다 더 좋은 경우도 많다. 새로운 어플리케이션의 생성 수만 보더라도 맥용 어플리케이션보다 훨씬 많다. 개발자도 더 많고 말이다.

 

그렇기 때문에 계속 차세대 PC로 아이패드를 밀고 있는데 여기에 그냥 기름을 부어버리듯 태블릿 스타일이 아닌 PC 스타일로 내놓겠다는 얘기가 아주 허황된 얘기는 아니라는 느낌도 든다.

하지만 이러면 둘 다 망하는 각인데?

하지만 내 생각에는 이럴 가능성은 아직까지는 거의 없다는 생각이 든다.

 

앞서 언급했듯 iPadOS와 macOS는 접근 컨셉부터 다르다. 창의 이동 및 어플리케이션의 중첩 실행 등 여전히 iPadOS에 비해 macOS의 활용 자유도는 훨씬 높다.

 

그리고 iPadOS용 어플리케이션의 성능이 과거에 비해 높아진 것은 사실이지만 그렇다고 macOS용 어플리케이션과 동급이라고 얘기하기는 아직은 무리다. 컴퓨팅 파워 및 UX 등에서 분명한 차이가 있다.

 

애플이 정말로 맥북에어에 iPadOS를 탑재해서 내놓는다면 아이패드 프로 시리즈는 사장될 가능성이 크다.

 

이번에 애플이 아이패드 프로 4세대를 내놓으면서 함께 선보인 아이패드 프로 용 매직 키보드는 아이패드 프로를 그냥 PC처럼 쓰도록 만들어주는 장치다. 그런데 무게나 여러가지 면에서 맥북에어가 더 장점을 갖게 되기 때문에 아이패드 프로 시리즈들이 그대로 잡혀먹힐 가능성이 크다.

 

아니면 역으로 ARM 기반 자체 CPU를 탑재한 맥북에어가 망하던지 말이다.

 

이런 이유로 내 생각에는 애플이 신형 맥북에어에 iPadOS를 탑재할 가능성은 거의 없어 보인다.

프로젝트 카탈리스트의 존재

하지만 앞서 언급했듯 맥용 어플리케이션보다 아이패드용 어플리케이션들이 더 많이 나오고 있는 상황이기에 이를 어떻게든 이용하고자 하는 시도는 할 것이다. 그리고 그 중심에는 작년에 애플이 공개했던 프로젝트 카탈리스트가 있다.

 

프로젝트 카탈리스트

프로젝트 카탈리스트는 아이폰, 아이패드용 어플리케이션을 손쉽게 macOS용으로 바꿔주는 개발자 툴이다. MS의 .Net 프레임워크와 같은 것은 아니고 아이패드용 어플리케이션에서 사용했던 소스코드를 그대로 macOS용 어플리케이션을 만들 때 쓸 수 있게 해주는 일종의 변환툴 같은 것이다.

 

보통 아이패드용 어플리케이션을 만들 때 쓰는 소스코드와 맥용 어플리케이션을 만들 때 쓰는 소스코드는 다르다. 그렇기 때문에 동일한 UI의 동일한 기능을 사용하는 어플리케이션을 아이패드용과 맥용으로 만들 때 서로 다르게 만들어야 한다. 개발 공수가 2배 이상 들어가기 때문에 부담이 된다.

 

하지만 프로젝트 카탈리스트를 통해 아이패드용 소스코드를 그대로, 아니면 약간의 수정을 통해 맥용 어플리케이션을 만들 수 있으면 개발에 대한 부담감 뿐만이 아니라 어플리케이션의 유지 보수 측면에서도 상당한 효율성을 가져올 수 있다.

 

개발사는 아이패드용 어플리케이션을 만들었지만 맥용 어플리케이션을 동시에 선보일 수 있는 것이다. 이러면 기존에 존재하던 아이패드용 어플리케이션들도 손쉽게 맥용 어플리케이션으로 만들어질 수 있다.

새로운 맥북에어는 맥과 아이패드가 비슷하게 공존을 하는..

위의 내용을 기반으로 내 생각에는 애플은 ARM 기반 자체 CPU를 만들어서 내년에 새로운 맥북에어에 탑재를 하고 거기에 iPadOS가 아닌 ARM 기반으로 동작하는 macOS를 만들어서(애플의 서피스 프로 X에 탑재된 Windows 10처럼) 돌릴 것으로 보인다.

 

그리고 기존 macOS용 어플리케이션을 동작시켜야 하니 인텔 CPU 에뮬레이터도 탑재할 것으로 보이며 프로젝트 카탈리스트를 통해 기존에 수많이 존재하던 아이패드용 어플리케이션들을 맥용 어플리케이션으로 만들어서 쓰는 방법을 유도함으로 macOS와 iPadOS의 OS 분리 및 어플리케이션 공존을 시도하지 않을까 하는 생각을 해본다.

 

그리고 위의 시도가 나름 성공적으로 진행이 된다면 점점 자체 CPU의 적용 모델 범위를 늘릴 것이며 나중에는 모든 맥 라인업들이 다 자체 CPU를 탑재하게 되는 상황이 되지 않을까 하는 생각을 해봤다. 물론 예상일 뿐이지만 충분히 가능성이 있는 시나리오라는 생각도 들었다.

 

일단 다음 주(6월 22일)에 있을 WWDC 2020에서 어떤 내용을 발표할 것인지를 살펴봐야 한다. 발표내용을 분석한 다음에 향후 애플의 전략 및 행보를 살펴볼 수 있지 않을까 하는 생각이 든다. 오늘은 이정도로 정리를 하자.

추가된 내용

드디어 공개된 자체 CPU 프로젝트, 애플 실리콘

오늘 새벽에 진행된 WWDC 2020에서 애플 실리콘 프로젝트가 공개되었는데 역시나 ARM 기반의 맥북을 내놓겠다는 내용이다. 그러면서 테스트 장비가 공개되었는데 A12Z AP가 탑재된 녀석이 나왔다. 이것에 대해서는 곧 정리해서 포스팅하려고 한다.

 

애플 실리콘 프로젝트를 위한 개발 킷

개인적인 생각은 ARM 기반으로 A14 바이오닉 칩셋 기반의 별도의 CPU를 만들꺼라고 봤는데 그게 아니라 A12Z AP가 탑재된 테스트 장비를 제공한다는 얘기는 정말로 iPadOS가 탑재된 맥북이 나올 수 있겠다는 생각이 든다. 좀 의외다.