819 GB/s는 어디서 나오는가

"819는 애플이 고른 숫자가 아니야. 6400 곱하기 8 곱하기 16을 내림한 거야."

인자 셋

메모리 대역폭은 세 가지의 곱이고, 뭐가 뭔지 아는 게 이 트랙이 가르치는 것 대부분이야. 전송 속도, 초당 메가전송(MT/s): 데이터 핀 하나가 초당 몇 번 상태를 바꾸는지. 메모리는 더블 데이터 레이트라서 핀은 클럭 사이클마다 두 번 전송해. LPDDR5-6400은 핀마다 초당 64억 번 전송해. 폭, 전송당 비트: 채널 하나에 핀이 몇 개인지. LPDDR 채널은 좁아. LPDDR5 표준에선 16비트씩이고, 여러 개를 묶어. 이 퀘스트는 64비트 조각(LPDDR5 채널 넷) 단위로 세는데, 애플 수치가 그 단위에 정확히 맞아서야. 채널 수: 패키지가 그런 조각을 몇 개 뽑아내는지. 곱하고, 바이트로 바꾸려고 8로 나누면 스펙 시트의 숫자가 나와.

M3 Ultra: 6,400 MT/s × 64비트 조각당 8바이트 = 조각당 51.2 GB/s. 조각 열여섯 개 = 819.2 GB/s. 애플은 819라고 적어. M3 Max: 조각 여덟 개, 409.6, 400으로 인쇄. 기본 M3: 조각 둘, 102.4, 100으로 인쇄. M2 Ultra는 같은 메모리를 같은 속도로 쓰고, 우리 적합으로는 같은 열여섯 조각이라 다시 819.2인데, 애플은 800이라고 적어. 가족 중 1퍼센트 넘게 반올림된 유일한 숫자야. 애플은 채널 수를 공개하지 않아. 채널 수는 적합에서 나온 우리 추론이고, 너무 정확히 맞아서 가르쳐도 안전한 추론이야.

메모리 기술로 본 세대들

세대	메모리 표준 (JEDEC)	전송 속도	64비트 조각당 GB/s	조각 수, 기본 → Ultra (우리 적합)	증거
M1 (기본)	LPDDR4X	4,266 MT/s	34.1	2 (68.3. 애플은 공개한 적 없음)	물리 적합
M1 Pro / Max / Ultra	LPDDR5	6,400 MT/s	51.2	4 → 8 → 16 (200 / 400 / 800 인쇄)	벤더 GB/s + 물리 적합
M2, M3	LPDDR5	6,400 MT/s	51.2	2 → 16	벤더 GB/s + 물리 적합
M4	LPDDR5X	7,500 (기본) / 8,533 (Pro, Max)	60 / 68.3	2 → 8 (Ultra 없음)	벤더 + 적합
M5	LPDDR5X	9,600 MT/s	76.8	2 → 16 (M5 Ultra "1.2TB/s" = 1,228.8)	벤더 + 적합
(다음)	LPDDR6, JESD209-6 (2025-07 공개)	10,667–14,400 MT/s 보도. SK하이닉스 10.7 Gbps 부품, 2H26 공급	64비트 상당 조각당 85–115	—	벤더 (JEDEC, SK하이닉스) + 언론 귀속 속도

이 표를 숫자 하나의 역사로 읽어. 기본 M1에서 기본 M5까지 전송 속도는 4,266에서 9,600으로, 2.25배 갔고, 다섯 세대에 걸친 조각당 이득 전부가 그거야(M1 Pro, Max, Ultra는 이미 LPDDR5-6400으로 옮겼고, M1 Ultra랑 M3 Ultra가 거의 같은 숫자를 찍는 이유가 그거야). 가족 안의 다른 모든 배수는 조각 수고, 가운데 티어는 세대마다 움직여. 이 퀘스트가 재는 M3 세대에선 Pro가 셋, Max가 여덟(작은 Max는 여섯), Ultra가 열여섯이고, M4와 M5 Pro는 넷, 몇몇 Max SKU는 여섯을 뽑아. 같은 세대의 기본 칩과 Ultra는 전송 속도를 공유하고 패키지가 뽑아내는 차선 수에서 여덟 배 차이 나. 세대가 아니라 티어에 큰 대역폭 숫자가 사는 이유(1번 트랙)고, M5 Ultra의 1.2 TB/s가 9,600짜리 조각 열여섯 개인 이유야. M3 Ultra랑 같은 개수를 더 빠른 속도로.

스펙, 그다음 달성

이 유도가 내놓는 숫자는 메모리가 내줄 수 있는 양이야. GPU 트랙은 스트리밍 커널이 실제로 내주는 양을 쟀어. Air에서 93–97%, M3 Max에서 90–98%, M2 Ultra에서 92%, M3 Ultra에서 78%. 유도는 맞아. 커널이 거기서 얼마나 끌어오느냐는 GPU와 메모리 컨트롤러 사이의 경로에 달렸고, 제일 넓은 부품이 제일 많이 내줘. 이 퀘스트가 재서 보고하되 사용자 공간에서 설명은 못 하는 속성이야. 두 숫자 다 네 카드에 올라가고, 물리 트랙의 디코드 상한은 달성 쪽을 써.

Code

lpddr.py — 속도 × 폭 × 채널로 본 대역폭, 모든 세대·python

#!/usr/bin/env python3
"""Spec bandwidth from JEDEC transfer rates and inferred 64-bit slice counts.
Apple publishes GB/s and the memory generation; slice counts are OUR FIT."""

SLICE_BYTES = 8                                  # a 64-bit slice = four 16-bit LPDDR5 channels

RATES = {"LPDDR4X-4266": 4266, "LPDDR5-6400": 6400, "LPDDR5X-7500": 7500,
         "LPDDR5X-8533": 8533, "LPDDR5X-9600": 9600, "LPDDR6-10667": 10667, "LPDDR6-14400": 14400}

CHIPS = [   # chip, standard, slices, Apple's printed GB/s (None = not published)
    ("M1",        "LPDDR4X-4266",  2, None),
    ("M1 Max",    "LPDDR5-6400",   8, 400),
    ("M1 Ultra",  "LPDDR5-6400",  16, 800),
    ("M3",        "LPDDR5-6400",   2, 100),
    ("M3 Pro",    "LPDDR5-6400",   3, 150),
    ("M3 Max",    "LPDDR5-6400",   8, 400),
    ("M3 Ultra",  "LPDDR5-6400",  16, 819),
    ("M4",        "LPDDR5X-7500",  2, 120),
    ("M4 Max",    "LPDDR5X-8533",  8, 546),
    ("M5",        "LPDDR5X-9600",  2, 153),
    ("M5 Ultra",  "LPDDR5X-9600", 16, 1229),
]

print(f"{'chip':10} {'memory':14} {'MT/s':>6} {'slices':>6} {'GB/s per slice':>14} {'fit':>7} {'Apple':>6}")
for chip, std, n, printed in CHIPS:
    per = RATES[std] * SLICE_BYTES / 1000
    print(f"{chip:10} {std:14} {RATES[std]:6d} {n:6d} {per:14.1f} {per*n:7.1f} {printed if printed else '—':>6}")

print("\nLPDDR6 at 16 slices:", *(f"{RATES[k]*8*16/1000:.0f} GB/s ({k})" for k in ("LPDDR6-10667", "LPDDR6-14400")))

Exercise

lpddr.py를 돌리고 네 맥의 줄을 추가해. 메모리 표준(기술 사양 페이지에서), 전송 속도, 애플 수치를 재현하는 조각 수. 스펙 수치와, GPU 트랙에서 얻은 달성 수치를 카드에 추가해. 그다음 같은 조각 수로 LPDDR6 10,667 MT/s면 네 맥이 얼마를 내줄지 계산해. 그 숫자는 애플이 발표한 적 없는 기계에 대한 물리 예측이고, 그렇게 라벨 붙여야 해.

Hint

기술 사양 페이지가 속도 없이 LPDDR5X라고만 하면 M4 Pro/Max는 8,533, M5는 9,600부터 시도해. 적합이 애플 인쇄 숫자에 떨어지게 하는 조각 수가 답이야. 분수 조각 수로만 맞는 적합은 속도가 틀린 거야.