애플 아이패드 프로 9.7 성능 분석. (긱벤치3, GFX벤치)

- 애플 아이패드 프로 9.7 성능 분석입니다.

늘 그렇듯이 CPU 관련 성능은 긱벤치3, GPU 관련 성능은 GFX벤치를 근거로 할겁니다.

 

 

- CPU : 반토막 난 메모리

우선 애플의 발표 성능을 보겠습니다.

 

아이패드 프로 12.9와 같은 A9X를 사용했기때문에 성능의 기준으로 삼을 수 있습니다.

보면 12.9"가 CPU 2.5배, 9.7"가 CPU 2.4배입니다.

12.9"의 CPU 클럭이 2.25GHz 였는데 이걸 토대로 정말 간단하게 CPU 클럭은 2.25GHz x2.4/2.5 = 2.16GHz 라고 계산하고, 이러한 클럭다운은 제품 크기가 작아지도 배터리가 줄어들었기때문에 소비전력을 줄이기위한 조치이다. 라고 설명하는게 흔한 패턴일겁니다.

하지만 진짜 그럴까요?

 

지난 A9, A9X의 성능 발표를 통해서 애플의 CPU 성능 향상치 기준이 불분명하나 그나마 '긱벤치 싱글 총점'에 가깝다는걸 확인했습니다.

(링크 : 애플 A9, A9X CPU 성능 분석. (Geekbench3) (update 2015.12.07.))

그렇다면 이번에도 역시 마찬자기겠지요.

 

아이패드 프로 12.9/9.7의 긱벤치3 점수를 비교해보겠습니다.

(링크 : http://browser.primatelabs.com/geekbench3/5878985 , http://browser.primatelabs.com/geekbench3/5882753)

참고로 12.9"는 J98aAP,J99aAP 로 검색하면 찾기 쉽고, 9.7"는 J127AP로 검색하면 찾기 쉽습니다.

 

 

(왼쪽 : 아이패드 프로 12.9, 오른쪽 : 아이패드 프로 9.7)

9.7로 오면서 메모리 용량이 절반인 2GB로 줄어든게 보입니다.

여기서 중요한건 CPU 클럭이 같다는거고요.

클럭다운같은건 없는겁니다.

그렇다면 맨 위에 나오는 총점의 점수 차이를 만드는 것이 무엇인가.

 

세부 점수를 보면 확인할 수 있습니다.

보면 알 수 있듯이 싱글, 멀티 모두 12.9/9.7의 점수는 같습니다.

메모리 점수만 빼고요.

싱글 기준 -20%, 멀티 기준 -22% 입니다.

 

메모리 사양에 무언가 변화가 있다는 의미입니다.

iFixit의 분해 사진을 보면 좀 더 확실해집니다.

 

(링크 : https://www.ifixit.com/Teardown/iPad+Pro+9.7-Inch+Teardown/60939)

아이패드 프로 12.9가 메모리 모듈 2개가 들어가고 128bit(16x8)의 메모리 버스를 지원한데 비해, 아이패드 프로 9.7에는 메모리 모듈이 1개 뿐입니다.

뒷면에 추가로 모듈이 있지도 않습니다.

사진상 보이지 않을뿐이라는 가정도 가능하겠으나 분해하면서 그런 부분을 놓치고 지나갈 가능성이 낮은 점, 두께를 고려했을 때 앞뒤로 모듈을 배치할 가능성이 낮은 점, 보드 후면이 아이패드 프로 12.9와 비슷한 상태인데 12.9는 전면에 메모리 모듈을 모두 배치했다는 점을 고려했을 때 메모리 모듈이 하나뿐인게 거의 확실합니다.

 

즉, 아이패드 프로 9.7의 메모리 대역폭은 아이패드 프로 12.9의 절반이라는겁니다. (25.6GB/s)

 

물론 1개뿐인 메모리 모듈이 128bit를 지원할 가능성을 생각할 수 있습니다.

하지만 코드를 보면 가능성은 거의 없습니다.

아이패드 프로 9.7 메모리 코드를 보면 삼성의 K3RG1G10BM-KGCH 입니다.

참고로 아이폰6S의 삼성 메모리가 K3RG1G10BM-BGCH 입니다.

(링크 : https://www.ifixit.com/Teardown/iPhone+6s+Teardown/48170)

 

(링크 : https://memorylink.samsung.com/ecomobile/mem/ecomobile/product/productCatalogue.do?topMenu=P&subMenu=mobileDram&partSetNo=LPDDR4&partSetLabel=LPDDR4)

모든 내용이 나오지는 않지만 삼성 카탈로그 상에 올라온 제품의 코드를 보면 위의 두 제품이 같은 메모리 대역폭을 갖는지 정도는 확인할 수 있습니다.

G 뒤에 붙는 숫자에 따라 용량이 달라지고, GXGX로 반복되는 제품은 64bit의 메모리 버스를 갖습니다.

G1G1은 2GB 용량에 64bit의 메모리 버스라고 추측할 수 있고, 이는 아이폰6S의 메모리 사양과 일치합니다.

아이패드 프로 9.7의 메모리 대역폭은 아이패드 프로 12.9의 절반이라는 결론에 문제는 없어 보입니다.

 

조금 오래된 얘기지만 아톰의 긱벤치 결과를 보면 메모리 대역폭이 2배가 되면 메모리 점수가 30%가 올라갔는데,

아이패드 프로 12.9/9.7의 메모리 점수 차이가 20~25% 정도라는건 이와 어느 정도 맞아들간다고 볼 수 있을듯 합니다.

 

아이패드 프로 12.9와 9.7의 긱벤치 점수 차이를 만든건 메모리 대역폭의 차이로 인한 것 입니다.

메모리 용량도 절반, 메모리 대역폭도 절반.

 

 

- GPU

GFX벤치 결과를 정리해보겠습니다.

(링크 : https://gfxbench.com/device.jsp?benchmark=gfx40&os=iOS&api=metal&D=Apple+iPad+Pro+9.7&testgroup=overall)

 

아이패드 프로 12.9 대비 텍스처링, ALU2 결과는 10% 정도 높습니다.

그에 반해 하이레벨 테스트 결과는 30~40% 정도 낮습니다.

애플 발표를 보면 아이패드 프로 9.7은 12.9 대비 86%의 성능이라는데 결과는 63~72% 입니다.

차이가 좀 있네요.

지속적으로 이런 차이가 보이는걸 봤을 때, 애플이 말하는 GPU 성능 비교 기준에 GFX벤치가 포함되어있는지 의심스럽습니다.

어쨌든 하이레벨-로우레벨 테스트 간의 모순같은 결과를 해석하기위해 사양대비성능을 계산해보면 아래와 같습니다.

 

아이패드 프로 9.7의 ALU2 사양당성능을 보면 A9의 GT7600과 비슷한 수준입니다.

이론적으로 둘은 같은 아키텍처에 클럭, 클러스터 수만 다르기때문에 동일 사양으로 환산하면 같은 비율이 나와야 합니다.

9.7의 ALU2 결과가 12.9보다 높았던건 12.9가 사양대비 성능이 잘 안 나왔기때문입니다.

9.7에서야 제대로 된 성능이 나온거지요.

 

이는 텍스처링 결과도 마찬가지입니다.

A9X의 GPU 클럭이 666MHz라는건 구버전인 텍셀필레이트 테스트 결과를 근거로 한건데, 텍셀 필레이트에 비해 텍스처링은 사양대비 결과가 낮게 나오는 경향이 있습니다.

9.7에서 그나마 사양에 가깝게 결과가 올라갔다고 볼 수 있습니다.

 

문제는 하이레벨 테스트 결과입니다. (맨해튼3.1, 맨해튼, 티렉스)

로우레벨 테스트 결과를 통해 아이패드 프로 12.9/9.7 간에 GPU 사양 차이는 없다는게 어느 정도 확인이 됐습니다.

그럼에도 하이레벨 결과는 차이가 큽니다.

사양대비 성능을 보면,

아이패드 프로 12.9 대비 맨해튼 3.1 -28%, 맨해튼 -37%, 티렉스 -28%

아이폰6S 대비 맨해튼 3.1 -36%, 맨해튼 -43%, 티렉스 -34%

 

A9 -> A9X에서의 사양당성능 감소치가 9~11% 정도로 나오는데, 사양 증가에 따라 성능이 선형적으로 증가하지 않은 결과로 본다면 10% 내외는 어느정도 납득할 수 있는 수준입니다.

하지만 아이패드 프로 9.7에서의 성능 감소는 이 수준을 뛰어넘었지요.

 

가능성을 생각하자면 앞서 나온 메모리 대역폭 감소가 원인 가능성이 있습니다.

메모리 대역폭 감소로 인한 성능 감소라는거지요.

 

한 가지 주목할만한건 온스크린 성능입니다.

아이패드 프로 12.9/9.7의 맨해튼 온스크린 결과를 보면 동급입니다.

(티렉스는 수직동기화 걸릴 수준이라서 당연히 같음.)

최대 결과끼리 비교해도 결론은 다르지 않습니다.

온스크린 성능이 비슷하다는건 실제 체감성능이 비슷하다는 소리가 됩니다.

 

애플이 이걸 의도하고 메모리를 반으로 줄였다는 가설이 가능합니다.

애초에 목표가 아이패드 프로 12.9와 같은 체감성능 = 벤치마크에서 같은 온스크린 성능이었고,

이를 위해 선택한 방법이 메모리 모듈 감소를 통한 메모리 대역폭 감소라는거지요.

같은 메모리 대역폭에 클럭만 낮추는 방법도 있겠으나 메모리 모듈을 줄이면 가장 큰 이득이 따라옵니다.

'원가 절감'

애플 입장에서 부수효과도 있습니다.

같은 메모리 모듈을 쓰기때문에 재고 관리 유리.

아이패드 프로 12.9에서 메모리 모듈을 줄이면서 메모리 용량 차이가 생기고, 메모리 대역폭이 줄어들면서 성능 차이가 발생합니다.

아이패드 프로 12.9/9.7 사이에 자연스럽게 사양/성능 차이가 생깁니다.

소위 말하는 상위 제품의 프리미엄이 유지되는거지요.

 

 

- 사견

정말 저런 식의 성능 감소가 의도된건지 알 수 없으나, 만약 의도된거라면 개인적으로 감탄스럽습니다.

메모리 대역폭 제한으로 인한 성능 감소라는 부정적 효과를 저런 식으로 이용할 수 있다니요.

아이폰SE가 부품 재고떨이와, 고성능 소형 모델의 부재라는 빈틈공략을 동시에 이뤄냈다는 점에서 놀라웠다면, (물론 아이폰5C의 실패가 밑거름이 됐겠지만요. 특히 가격.)

아이패드 프로 9.7은 원가절감과, 라인업 간 성능 밸런싱을 모두 만족시켰다는 측면에서 놀랍습니다.

 

 

- 정리

아이패드 프로 9.7

A9X

CPU : Twister 2.25GHz 듀얼코어. (아이패드 프로 12.9와 동일)

RAM : LPDDR4 1600MHz 64bit (25.6GB/s) (메모리 대역폭 아이패드 프로 12.9의 절반)

GPU : GT7800+ 666MHz (아이패드 프로 12.9와 동일)

 

기본 사양은 같으나 메모리 대역폭의 차이로 아이패드 프로 12.9 대비

긱벤치3 : 총점에서 -5~ -4%

GFX벤치 : 하이레벨 테스트 -35~ -30%, 온스크린 성능은 동급.