요약:
휴대폰 칩이 오랫동안 흥미를 끌지 못한 것 같은데요? 지난 몇 년 동안 가을 회의가 끝날 때마다 우리는 항상 "또 다른 백분율 향상"과 같은 숫자를 들을 수 있지만, 그 숫자 뒤에 숨겨진 경험은 종종 설명하기 어렵습니다. 몇 분만 더 달리면 볼 수 있지만 모든 사람이 이를 "느끼게" 되기를 정말로 원한다면 항상 한 단계 떨어져 있어야 합니다. 올해 A20 Pro 칩이 등장하기 전까지는 말이죠.
이 칩은 성능 향상을 '느끼게' 만드는 칩입니다. 이는 실행 점수의 백분율 증가뿐 아니라 모바일 환경을 근본적으로 재구성하는 엔지니어링 혁신을 가져옵니다.
2nm: 얇고 가벼운 휴대폰의 공정 우위
"2nm 공정을 통해 트랜지스터 밀도를 높이고, 에너지 효율성을 개선하며, 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 전체 시스템 수준에서 큰 개선을 가져옵니다." Apple의 칩 엔지니어링 부사장인 Dan Murray는 A20 Pro를 소개하면서 이렇게 말했습니다.
A20 Pro는 2nm 공정 기술을 사용한 Apple의 첫 휴대폰 SoC입니다. 이는 상당한 숫자이며 공정 기술의 숫자가 작을수록 동일한 칩 영역에 더 많은 트랜지스터를 집어넣으면서 더 낮은 전압에서 작동할 수 있음을 의미합니다.
배터리로 구동되고 열 방출을 위한 공간이 제한된 휴대폰과 같은 소형 장치에는 매우 중요합니다. 하지만 2nm가 A20 Pro의 유일한 발전은 아닙니다. 진정한 혁신은 수직 적층에서 "나란한" 디자인에 이르기까지 칩의 "내부 구조"를 근본적으로 재구성하는 데 있습니다.
칩 패키징의 방열 혁명
A20 Pro 이전에는 Apple의 A 시리즈 휴대폰 칩은 모두 PoP(Package-on-Package) 패키징 기술을 사용했습니다. SoC와 DRAM 메모리를 수직으로 쌓는 것이다. 메모리 칩은 냄비 뚜껑과 같아서 SoC 냄비를 누르는 역할을 합니다.
PoP 패키징은 칩을 작고 컴팩트하게 만들어 귀중한 내부 공간을 절약할 수 있습니다. 그러나 비용도 똑같이 분명합니다. 메모리는 SoC에 직접 배치되므로 세 사람이 방해를 받게 됩니다.
이에 따라 A20 Pro는 새로운 패키징 기술인 WMCM(Wafer-level Multi-chip Module, 웨이퍼 레벨 멀티 칩 모듈)으로 전환했습니다. 이 기술은 원래 Mac의 M 시리즈 칩에서 활성화되었으며 이제 처음으로 iPhone에 도입되었습니다.
WMCM의 핵심 변경 사항은 간단합니다. SoC에 메모리를 쌓는 대신 나란히 배치하는 것입니다.
"이렇게 하면 실제로 크기가 더 커지겠지만, 우리는 시스템 팀과 협력하여 시스템 수준에서 이 문제를 해결합니다. 이제 SoC가 VC 증기 챔버에 직접 연결되므로 열을 쉽게 발산할 수 있다는 이점이 있습니다." 댄 머레이(Dan Murray)가 추가되었습니다.
테이블 위에 쇠솥(SoC)과 냄비뚜껑(DRAM)을 나란히 얹은 것처럼 열이 빠르게 방출될 수 있다.
iPhone 열 설계의 네 가지 기둥
WMCM이 칩의 '모양'을 변경했다면, 애플이 이를 중심으로 구축한 방열 시스템은 '열을 발산할 수 있다'에서 '열을 발산할 수 있다'로 질적인 변화를 진정으로 완성한 것입니다.
iPhone 18 Pro 증기 챔버 및 배터리 후면 내부 모습
Apple의 열 설계 수석 관리자인 Banafsheh Barabadi는 이 시스템을 '네 가지 기둥'으로 요약했습니다.
1) SOC 직접 방열 경로, 2) Metal Over Foam 열 인터페이스 재료, 3) iPhone17 Pro 시리즈의 3배에 달하는 방열 면적을 갖춘 VC 증기 챔버, 4) 휴대폰에 사용되는 업계 최초의 나노 쌍동 구리 디스플레이 백플레인.
"이 네 가지 기둥 덕분에 지속 냉각 성능이 크게 향상됐다. 아이폰 17 Pro와 비교해 아이폰 18 Pro의 GPU 지속 성능은 40% 향상됐다. 아이폰 16 Pro와 비교하면 지속 성능이 거의 2배 향상됐다." 바나프셰가 말했다.
이게 무슨 뜻인가요? 휴대폰에서 "Genshin Impact"와 같은 고부하 게임을 실행하거나, 4K ProRes 동영상을 촬영하거나, 기기 내 AI 기능을 사용할 때 iPhone 18 Pro는 과거에는 거의 불가능했던 스로틀링 없이 오랫동안 최고 성능을 유지할 수 있습니다.
M 시리즈의 DNA: 크로스 플랫폼 기술 통합
A20 Pro의 또 다른 비밀 무기는 "유산"에서 나옵니다. 이는 Mac의 M 시리즈 칩의 디자인 경험을 크게 활용한 것입니다.
"저희는 칩 팀입니다. CPU, GPU, Apple Neural Network Engine 등의 기본 모듈은 실제로 함께 설계됩니다. 그런 다음 다양한 제품으로 확장되어 Apple Watch, iPhone, iPad, Mac에서 사용할 수 있습니다." 댄 머레이가 소개되었습니다.
즉, 애플이 휴대폰에 사용하는 A시리즈 칩과 컴퓨터에 사용되는 M시리즈 칩은 집단의 작품이라는 것이다.
구체적으로 A20 Pro에는 몇 가지 주요 크로스 플랫폼 기술 이식이 포함되어 있습니다.
슈퍼 코어가 iPhone에 처음으로 등장했습니다. 원래 Mac에서 사용되었던 이 초대형 코어는 iPhone의 열 및 전력 제약에 맞게 A20 Pro에서 다시 조정되었습니다. 애플리케이션 시작 및 웹 페이지 로딩과 같은 짧은 순간의 워크로드에 데스크탑과 유사한 성능을 제공합니다.
이중 신경망 엔진 설계 - A20 Pro는 최초로 2개의 독립적인 16코어 신경망 엔진을 탑재해 총 32개의 코어를 갖췄습니다. 독립적으로 작동하거나 "본딩 모드"에서 협력하여 더 낮은 전압에서 더 높은 처리량을 달성할 수 있습니다. 이는 Siri, 컴퓨팅 사진, 이미지 생성과 같은 최종 AI 워크로드에 매우 중요합니다.
메모리 대역폭이 50% 증가했습니다. 64비트 LPDDR5에서 96비트 LPDDR5X 인터페이스로 확장되어 메모리 집약적인 워크로드(예: 게임, AI 추론)에 더 큰 데이터 처리량을 제공합니다.
7코어 GPU - 그래픽 성능이 이전 세대에 비해 40% 향상되었습니다. 2세대 GPU 신경가속기를 탑재해 이미지 생성 능력을 더욱 강화했다.
이러한 "완전한 생태학적" 기술 공유는 A20 Pro를 분리된 칩이 아니라 모바일 측면에서 전체 Apple 하드웨어 시스템 기능의 확장으로 만듭니다. 아이폰18 프로 시리즈의 AI 성능도 대폭 향상됐다.
Dan Murray는 AI에 대한 Apple의 기본 생각을 다음과 같이 언급했습니다. "모든 AI 워크로드의 컴퓨팅 요구 사항이 동일한 것은 아닙니다. CPU, GPU 및 ANE가 모두 포함되어야 합니다. Core AI 프레임워크는 개발자가 다양한 AI 작업을 가장 적절한 컴퓨팅 장치에 매핑하고 각 하드웨어의 장점을 최대한 활용하는 데 도움이 됩니다."
보이지 않는 디자인, 눈에 보이는 경험 "Apple에서는 그립 부분의 표면 온도를 낮추는 것과 지속 하중 지속 시간을 늘리는 것은 사실 동일한 목표를 표현하는 두 가지입니다. 왜냐하면 우리의 목표는 사용자가 모든 작업을 수행할 때 최고의 경험을 할 수 있도록 하는 것이기 때문입니다." - 이번 세대 열 설계의 핵심 목표에 대해 물었을 때 Banafsheh는 이렇게 말했습니다.
Apple의 전략은 시스템의 냉각 용량을 향상시키는 동시에 칩의 에너지 효율성을 최적화하는 두 가지 접근 방식입니다.
2세대 VC 증기 챔버부터 나노 쌍동 구리 소재 사용에 이르기까지 Apple 관련 팀이 내린 모든 결정은 사용자 그립 영역의 열을 최대한 빨리 발산하는 동시에 칩이 더 나은 지속적인 성능을 달성할 수 있을 만큼 충분한 여유를 갖도록 보장하는 것입니다.
iPhone 18 Pro 증기 챔버 전면 내부 모습
이 디자인 컨셉의 결과는 iPhone 18 Pro가 더 높은 성능 부하를 전달하면서도 사용자가 쥐고 있는 부분의 온도를 더 효과적으로 제어할 수 있다는 것입니다. 대규모 게임도 주파수를 떨어뜨리지 않고 장시간 원활하게 실행할 수 있으며, 게임을 할 때 계란후라이 하는 느낌이 들지 않습니다.
"가장 자랑스러운 점은 사용자가 실제로 눈에 보이지 않는다는 점입니다. 이것도 우리 디자인의 원래 의도 중 하나입니다." Banafsheh는 이 냉각 시스템에 대해 말했습니다.
이것은 매우 "Apple"입니다. 그들은 사용자가 VC 증기 챔버의 영역이나 나노쌍정 구리의 미세 구조에 신경 쓰지 않기를 바랍니다. 그들은 사용자가 단 한 가지만 알기를 원합니다. 이 전화기는 정말 안정적입니다.
Apple의 제품 철학은 항상 세부적인 부분에 복잡성을 숨겨 경험을 자연스럽고 매끄럽게 만드는 것이었습니다. A20 Pro도 마찬가지입니다. 2nm 프로세스가 무엇을 의미하는지, WMCM이 어떻게 작동하는지 이해할 필요가 없습니다. 알아야 할 것은 앱 열기가 더 빠르고, 게임이 더 안정적이며, 사진이 더 원활하게 촬영되고, 비디오 편집이 더 이상 중단되지 않는다는 것입니다.
이것이 A20 Pro의 본질입니다. 과시하기 위한 기술적 명함이 아니라 사용자 경험의 조용하고 차분한 혁명입니다.
Apple의 엔지니어링 목소리
2nm 공정부터 WMCM 패키징까지, 이중 신경 엔진부터 4개의 주요 열 방출 기둥까지, 이 세대 칩의 모든 기술적 혁신은 고립된 매개 변수 게임이 아니라 완전한 시스템 엔지니어링 세트입니다.
여기에도 매우 '애플'적인 제품 논리가 숨겨져 있습니다. 즉, 사용자가 정말로 관심을 갖는 경험에서 시작하여 이를 해결하기 위해 전체 제품 시스템의 기능을 사용하는 것입니다.
이러한 관점에서 A20 Pro는 Apple 칩 팀의 기술 보고서일 뿐만 아니라 전체 모바일 컴퓨팅 산업을 재정의한 것입니다. 안드로이드 진영이 아직도 '초대형 코어+대형 코어+소형 코어' 스케줄링 전략을 놓고 논쟁을 벌이고 있는 가운데, 애플은 데스크톱 수준의 성능 아키텍처와 자체 개발한 AI 가속기, 업계 최초 방열 솔루션을 두께 9mm도 안 되는 휴대폰에 조용히 통합했다.
이것이 iPhone 18 Pro가 그토록 다르게 느껴지는 이유일 수 있습니다. 휴대폰이 그토록 빠르면서도 동시에 매우 조용할 수 있다는 사실을 사람들이 처음으로 깨닫게 해준 것입니다.
그리고 아마도 Apple만이 이것을 할 수 있을 것입니다.
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