애플 M4와 M3 칩의 기술적 차이와 성능 비교: 지금 바꿔야 할 이유는?

애플 실리콘의 진화는 매년 사용자와 업계 모두에게 큰 주목을 받고 있습니다. 특히 최근 출시된 애플 M4 칩은 기존 M3 대비 눈에 띄는 개선점을 다수 포함하고 있어, 많은 사람들이 M3 칩과 M4 칩의 차이점에 대해 관심을 갖고 있습니다. 본 글에서는 M4 칩의 성능, 구조, AI 처리 능력, GPU 그래픽 성능, 전력 효율성 등 다방면에서 M3 칩과 비교 분석하며, 어떤 사용자가 M4를 선택해야 하는지에 대해 정리해보겠습니다.

 

M4와 M3

 

M4 칩의 제조 공정과 아키텍처: 미세화된 기술의 힘

 

M4 칩은 TSMC의 2세대 3nm 공정인 N3E를 채택해 M3 칩(N3B 공정)보다 더욱 미세한 공정에서 제조되었습니다. 이로 인해 트랜지스터 밀도는 15% 증가, 동일 전력 대비 성능은 약 18% 향상되었습니다. 또한 다이 크기가 12% 작아져 발열이 줄어들었고, 맥북 에어와 같은 팬리스 기기에서도 안정적인 고성능 구현이 가능해졌습니다.

또한 M4는 10코어 CPU 구성(고성능 4 + 고효율 6)을 탑재하여, M3의 8코어(4+4)보다 작업 부하를 더 효율적으로 분산시킬 수 있습니다. 특히 고효율 코어의 L2 캐시가 16MB로 확장되어, 멀티태스킹과 백그라운드 앱 처리에서도 훨씬 더 빠른 응답성을 제공합니다.

 

 

CPU 및 GPU 성능 비교: 벤치마크 수치로 보는 진화

CPU 성능

Geekbench 6 기준, M4의 싱글코어 성능은 3,824점, M3는 3,079점으로 약 24% 성능 향상이 확인됩니다. 멀티코어 점수도 M4가 14,748점으로 M3 대비 28% 증가했습니다. 특히 가상 머신 실행, Docker 환경, 대용량 소프트웨어 컴파일 등 전문 작업 환경에서는 M4의 체감 속도가 두드러지게 나타납니다.

 

GPU 성능

두 칩 모두 10코어 GPU를 탑재하고 있지만, M4는 차세대 셰이더 기술이 적용되어 텍스처 필레이트가 27GT/s → 36GT/s로 향상되었습니다. 4K 영상 편집이나 3D 그래픽 작업, Unity 및 Unreal Engine과 같은 게임 엔진 기반 작업에서 성능 향상이 체감됩니다. 레이 트레이싱 가속도 2.5배 향상되어 실시간 고화질 렌더링에서도 성능이 눈에 띕니다.

 

 

 

AI 및 뉴럴 엔진 처리 성능: Apple Intelligence의 핵심

M4 칩의 뉴럴 엔진(NPU) 성능은 38 TOPS로, M3의 18 TOPS보다 2.1배 뛰어난 성능을 자랑합니다. 이는 Stable Diffusion, ChatGPT, LLM 등 온디바이스 AI 처리 속도에 결정적 영향을 줍니다. 실제로 이미지 생성 시간은 12.3초(M3)에서 5.8초(M4)로 대폭 단축되었고, Core ML 프레임워크에서의 추론 정확도도 향상되었습니다.

또한 M4는 Apple Intelligence 전용 명령어 세트를 내장하고 있어 Siri나 음성 명령 처리, 스마트 요약, 실시간 음성 텍스트화 등의 기능에서 더욱 빠르고 정확한 반응을 보입니다.

 

 

 

메모리와 저장장치 아키텍처의 진화

메모리 아키텍처 측면에서도 M4는 한층 개선된 통합 메모리 시스템을 도입했습니다. 메모리 대역폭은 100GB/s(M3) → 120GB/s(M4)로 증가했으며, 최대 메모리 용량도 24GB에서 32GB로 확장되었습니다. 이는 8K 영상 편집, 대형 이미지 파일 처리, 실시간 미디어 스트리밍에서 프레임 드랍 없이 부드러운 퍼포먼스를 가능하게 합니다.

또한 저장장치 속도도 업그레이드되었습니다. M3의 PCIe 4.0 인터페이스 대신 M4는 PCIe 5.0 x4를 채택하여, SSD 읽기 속도는 7,100MB/s → 12,400MB/s로 약 두 배 향상되었습니다. 이는 대용량 프로젝트 파일이나 8K RAW 영상 로딩 속도에도 직접적인 영향을 미칩니다.

 

 

전력 효율성: 더 오래, 더 강하게

성능이 높아지면서도 M4는 전력 효율성까지 잡았습니다. Cinebench R23 기준, 동일 전력 소모 시 M4는 M3보다 32.6% 높은 성능을 기록하며, 고부하 작업에서도 발열과 전력 소모를 효율적으로 관리합니다.

특히 맥북 에어 기준, 배터리 지속 시간은 18시간 → 22시간으로 연장, TDP는 20W → 18W로 낮아졌습니다. 열 관리 기술도 발전하여, 그래핀 기반의 열 전도 재료를 활용해 스트레스 테스트에서도 고성능을 지속 유지합니다.

 

 

 

 

 

실제 사용 환경에서의 차이: 워크플로에 따라 체감 다름

영상 및 3D 작업

Final Cut Pro로 8K 영상 편집 시, M4는 M3보다 렌더링 시간이 약 30% 빠르며, 실시간 프리뷰도 훨씬 부드럽습니다. Blender 및 OctaneBench에서도 M4의 GPU 성능은 약 30% 이상 향상되어, 3D 디자이너 및 영상 크리에이터에게 강력한 선택지가 됩니다.

 

개발자 환경

개발자에게는 Xcode 컴파일 속도, Docker 컨테이너 실행, 리소스 소비 측면에서 M4가 더 적합합니다. Swift 컴파일 속도는 38초(M3) → 27초(M4)로 줄었고, 동시에 실행 가능한 Docker 컨테이너 수는 12개 → 18개로 증가하여 멀티 컨테이너 기반 개발 환경에 유리합니다.

 

 

 

 

결론: 지금 M4로 업그레이드해야 할까?

M4 칩은 단순한 숫자의 업그레이드가 아닙니다. 공정 미세화, AI 성능, GPU 렌더링, 전력 효율성 등 모든 면에서 진정한 세대 교체를 이루었으며, 특히 AI 기반 워크플로가 많아지는 현시점에서 M4의 강점은 분명합니다.

물론 M3 칩 기기들도 여전히 강력한 성능을 제공하며, 가격 인하로 인해 예산이 제한된 사용자에게는 좋은 선택이 될 수 있습니다. 하지만 전문적인 영상/3D 작업, 빠른 AI 처리, 효율적인 개발 환경을 원한다면 M4 칩이 탑재된 기기를 선택하는 것이 장기적으로 유리합니다.

 

2025년 현재, M4 칩은 애플 실리콘이 지향하는 모바일 컴퓨팅의 미래를 가장 잘 보여주는 제품이며, 이 변화는 앞으로의 3년을 선도할 중요한 기준점이 될 것입니다.