애플, M5 칩 공개: GPU 코어마다 신경망 가속기 탑재해 AI 성능 4배 향상

지난 몇 년간 온디바이스 AI 시장의 화두는 언제나 NPU였습니다. 하지만 10월 15일 발표된 애플의 차세대 칩 M5는 완전히 다른 방향으로 칼을 뻗었습니다. NPU의 덩치를 무작정 키우는 대신 그래픽 코어 자체를 뜯어고친 것입니다.

애플은 M5를 통해 AI 연산의 주 무대를 다시 GPU 한가운데로 가져왔습니다.

GPU 코어마다 뉴럴 가속기를 심다

3세대 3나노미터 공정으로 제작된 M5의 핵심은 완전히 새로워진 10코어 GPU입니다. 애플은 10개의 GPU 코어 각각에 전용 '뉴럴 액셀러레이터(Neural Accelerator)'를 하나씩 탑재했습니다.

그 결과 연산 수치가 극적으로 뛰었습니다. 애플 발표에 따르면 M5의 GPU AI 피크 연산 성능은 M4 대비 4배 이상, 초기 M1과 비교하면 6배 이상 향상되었습니다.

이제 Draw Things 같은 앱에서 확산 모델을 돌리거나, webAI를 활용해 로컬에서 대규모 언어 모델을 구동할 때 GPU가 체감할 수 있을 정도로 빠르게 연산을 끝냅니다. 개발자는 Metal 4의 텐서(Tensor) API를 사용해 이 뉴럴 가속기를 직접 제어할 수 있습니다.

그래픽 성능 자체도 탄탄해졌습니다. 3세대 레이 트레이싱 엔진과 재설계된 2세대 동적 캐싱 기술을 통해 일반 그래픽 성능은 M4 대비 최대 30퍼센트, 레이 트레이싱 성능은 최대 45퍼센트 향상되었습니다.

153GB/s 대역폭과 비전 프로 탑재

로컬 AI 실행에서 연산력 못지않게 중요한 것이 메모리 대역폭입니다. M5는 통합 메모리 대역폭을 153GB/s로 끌어올렸습니다. M4보다 약 30퍼센트 넓어졌고 M1 대비 2배 이상입니다.

CPU는 고성능 코어 4개와 고효율 코어 6개로 이루어진 10코어 구성으로, 멀티스레드 성능이 M4 대비 최대 15퍼센트 개선되었습니다. 별도의 16코어 뉴럴 엔진 역시 한층 빨라져 운영체제 전반의 백그라운드 AI 작업을 돕습니다.

M5는 14인치 맥북 프로, 아이패드 프로, 그리고 애플 비전 프로에 동시 탑재되어 발표 당일부터 사전 주문에 들어갔습니다. 특히 비전 프로의 경우 마이크로 OLED 화면의 렌더링 픽셀 수가 10퍼센트 늘어났고 주사율이 최대 120Hz까지 올라가 페르소나 생성이나 공간 사진 변환이 훨씬 매끄러워졌습니다.

왜 중요한가

우리는 M5가 온디바이스 AI 칩의 무게중심을 바꾼 영리한 선택이라고 봅니다.

그동안 업계는 가벼운 상시 AI는 NPU가 맡고 GPU는 화면 렌더링에 집중하는 이분법을 유지해 왔습니다. 하지만 생성형 AI 모델의 무거운 행렬 연산을 로컬에서 쾌적하게 소화하기에는 전용 NPU만으로는 한계가 뚜렷했습니다. 애플이 GPU 코어 내부에 가속기를 직접 배치한 것은 그래픽 프로세서 자체를 AI 주력 엔진으로 삼겠다는 명확한 선언입니다.

로컬에서 스테이블 디퓨전이나 오픈소스 코딩 어시스턴트를 돌리는 개발자, 고화질 이미지 생성을 자주 다루는 크리에이터라면 이번 변화를 즉시 체감할 수 있습니다. 애플 인텔리전스의 이미지 생성 기능도 처리 지연이 대폭 줄어듭니다.

다만 기본 M5 칩의 통합 메모리 용량이 최대 32GB에 머물러 있다는 점은 여전히 아쉬운 한계입니다. 수백억 파라미터급 대형 모델을 로컬에서 여유 있게 올리기에는 부족할 수 있습니다. 그럼에도 M1이나 M2 기반 기기를 유지해 온 사용자라면, 로컬 AI 실행 환경의 질적 전환이라는 측면에서 이번 업그레이드를 진지하게 검토해 볼 가치가 충분합니다.