문답으로 풀어보는 애플 실리콘과 ARM 맥 전략

최근 열린 WWDC에서 애플은 향후 2년 이내에 맥 전체 제품군을 ARM 코어 기반으로 애플이 자체 설계한 프로세서로 전환한다고 발표했다.
 

애플 실리콘이란?

애플의 새로운 아키텍처 명칭은 '애플 실리콘(Apple Silicon)'이다. 그러나 지난 수년간 아이폰과 아이패드에 탑재된 애플의 자체 칩 Ax와 같을 것이다. 이들은 ARM 설계자산(IP)을 기반으로 설계된 프로세서로, ARM 칩 설계 팀이 아이폰과 아이패드의 요건에 맞게 오랫동안 개선해왔다. 최근엔 머신러닝 기능 등이 추가됐다.

실리콘 칩 아키텍처가 이제 맥에 적용된다. ARM 아키텍처를 최적화하고 개선해 ARM 기반 맥의 성능이 현재 인텔 기반 맥보다 뒤지지 않도록 하는 것이 중요하다. 애플은 WWDC 행사에서 애플 실리콘 프로토타입에서 전문가용 영상 편집 소프트웨어 파이널 컷 프로 엑스(Final Cut Pro X)와 사진 편집 앱 어도비 라이트룸(Adobe Lightroom)을 시연했다. 두 프로그램 모두 애플 실리콘을 탑재한 맥에서 매우 원활하게 실행됐다. 하지만 구체적인 벤치마크 수치는 공개되지 않았다.


 

인텔에서 전환하는 장단점은?

자체 설계한 칩으로 전환하면 분명 장점이 크다. 애플은 아이폰, 아이패드, 애플워치, 애플TV, 맥 등 모든 자체 플랫폼의 하드웨어를 완전히 스스로 통제할 수 있으며 각 요건에 맞게 조정할 수 있게 된다. 그러나 썬더볼트 3(Thunderbolt 3) 등 인텔이 제공하는 기술에 어떤 변화가 생길지는 아직 확실치 않다. 애플이 인텔의 실리콘 썬더볼트에 라이선스를 부여할 가능성은 작다. USB 3이나 다른 독점적인 인터페이스 기술을 도입할 가능성도 있다.
 

애플 실리콘에서 작동하는 앱은 무엇인가?

운영체제 자체는 물론 모든 애플 프로그램도 새로운 플랫폼에서 처음부터 기본적으로 사용할 수 있다. 실제로 애플 실리콘 프로토타입에서 파이널 컷 프로 엑스와 어도비 라이트룸이 문제없이 실행됐다. 어도비도 이미 크리에이티브 클라우드(Creative Cloud)를 애플 실리콘으로 전환 중이며 마이크로소프트 오피스 역시 기본적으로 실행된다. 애플이 진지하게 CPU 전환에 임하고 있으며 주요 소프트웨어 기업이 처음부터 참여하고 있음을 보여주는 좋은 징조다.

페러렐즈 데스크톱(Parallels Desktop) 같은 가상화 툴도 애플 실리콘 기반 맥에서 계속 사용할 수 있을 것으로 보인다. 애플은 데비안 리눅스(Debian Linux)를 페러렐즈 데스크톱에서 가상 머신으로 실행하는 것을 시연하기도 했다. 다만, 리눅스 시스템 자체가 ARM 칩에 맞게 컴파일됐는지는 확실치 않다. 리눅스는 오래전부터 다양한 프로세서 아키텍처에서 사용할 수 있었다. 반면 윈도우 10이 애플 실리콘에서 실행되는지는 아직 분명하지 않다.

페러렐즈의 엔지니어링 및 고객지원 수석 부사장 닉 도브로볼스키는 “흥미로운 프로세서 전환 과정에서 애플과 긴밀히 협력하고 있다. 향후 애플 실리콘 기반 맥에 대한 지원을 시작할 것이다"라고 말했다.
 

개발자가 해야 할 일은 무엇인가?

이번 프로세서 전환으로 개발자가 해야 할 일은 새로운 아키텍처용으로 기존 소스 코드를 재컴파일하는 것이다. 즉, 새로운 버전의 프로그램을 만들어 앱 스토어에 업로드해야 한다. 애플은 이 과정이 매우 단순해 며칠 내에 대부분의 프로젝트를 이식할 수 있다고 설명했다.

다만, 이식한 앱이 최고의 성능을 내려면 개발자가 하드웨어 리소스 사용 방식을 조정해야 할 수 있다. 애플은 개발자가 하드웨어 의존도를 줄이고 가능하면 더 높은 수준의 기술을 사용하도록 권장한다. 예를 들어, 스레드 자체를 생성, 관리하는 대신 멀티스레드 앱과 함께 사용하는 그랜드 센트럴 디스패치 (Grand Central Dispatch)를 사용하는 것이 좋다. 포팅의 핵심 툴은 새로운 버전의 엑스코드(Xcode) 개발환경이다. 애플이 개발자에게 항상 무료로 제공한다. 엑스코드 12는 이제 컴파일할 때 인텔과 ARM 프로세서용 코드를 모두 포함하는 유니버설 2(Universal 2)라는 앱을 만든다.

또한, 애플은 개발자가 즉시 이식할 수 없는 프로그램이라고 해도 새로운 하드웨어 플랫폼에서 실행할 수 있도록 지원할 예정이다. 과거 파워PC(PowerPC)에서 인텔 칩으로 전환할 때 로제타(Rosetta) 에뮬레이터를 사용했던 것과 비슷한 방식이다. 이 변환 시스템의 이름은 로제타 2다.

애플의 소프트웨어 엔지니어링 담당 수석 부사장 크레이그 페더리기는, 이식하지 않은 프로그램을 설치할 때 로제타 2를 통해 코드를 새로운 아키텍처로 변환된다고 설명했다. 맥 앱 스토어를 통해 실행되는 크로스 컴파일러 유형을 사용한다. 새 아키텍처 기반 맥의 앱 스토어에서 프로그램을 다운로드하면, 설치하는 동안 앱의 기계어가 ARM으로 변환된다. 이렇게 하면 앱 실행 중에 많은 시간과 컴퓨팅 자원을 절약할 수 있다.

단, 로제타 2는 맥 앱 스토어를 통해 설치된 프로그램에만 사용할 수 있다. 다른 소스를 통해 설치된 앱은 런타임에서 변환하거나, 애플이 변환 기능을 지원하는 전용 도구를 제공해야 하는데 이에 대한 더 자세한 내용은 아직 공개되지 않았다.


 

새 프로세서에서 할 수 없는 것은?

인텔 커널 확장을 사용하지 못할 수 있다. 즉, 모든 인텔 커맨드를 ARM 아키텍처로 변환할 수 있다는 뜻은 아니다. 변환할 수 없는 AVX, AVX2, AVX512 벡터 명령어에서 일부 제약이 있는데, 이런 명령어를 사용하는 인텔 프로그램은 전혀 작동하지 않거나 현저히 느려질 수 있다.
 

아이폰과 아이패드 앱이 새로운 맥에서 실행될까?

애플 실리콘 아키텍처의 나비효과는 iOS와 아이패드OS 프로그램이 새로운 맥에서 기본으로 실행된다는 사실이다. 이를 통해 맥 사용자는 단숨에 수백만 개의 새로운 애플리케이션을 사용할 수 있게 됐다. 맥이 세계에서 가장 큰 게임 플랫폼이 된다는 의미이기도 하다. 문제는 iOS 게임에서 제어할 때 자주 사용하는 가속도 센서 같은 특수 하드웨어 기능이다. ARM 기반 맥에 이런 센서를 추가하지 않고 멀티터치 제스처, 자이로스코프 같은 기능을 어떻게 구현할지는 아직 알려지지 않았다.
 

개발자를 위한 맥 미니 세부 정보

애플은 아직 애플 실리콘 기반의 맥 제품을 출시하지 않았다. 소문의 새로운 ARM 기반 맥북도 아직이다. 그러나 개발자에게는 애플 실리콘을 탑재한 특별한 맥 미니가 제공된다. 이 맥 미니의 사양은 A12Z SoC, 16GB RAM, 512GB SSD, 맥OS 빅 서(Big Sur) 개발자 베타와 엑스코드 등으로 구성됐다. 이 맥을 써보려면 유니버설 앱 퀵 스타트(Universal App Quick) 프로그램의 일부로 500달러를 내야 하며 특정 시점에 애플에 맥 미니를 반납해야 한다.

팀 쿡에 따르면 애플 실리콘을 탑재한 맥의 첫 번째 일반용 모델은 연말에 출시된다. 맥 제품 전체의 프로세서를 전환하는 기간은 2년으로 예상되며, 그때까지 인텔 CPU 기반 맥은 계속 출시된다. editor@itworld.co.kr