메탈 (API)

메탈
Metal

애플은 2014년 9월 아이폰 6 발표 행사에서 모바일 멀티플레이어 온라인 배틀 아레나 게임인 베인글로리를 사용하여 메탈의 그래픽 성능을 시연했다.
개발자	애플
발표일	2014년 6월(2014-06)
안정화 버전	4 / 2025년 6월(2025-06)
프로그래밍 언어	Metal Shading Language (Metal 1–3에서는 C++14 기반, Metal 4에서는 C++17 기반), Metal GPU 드라이버: C/C++, 메탈 런타임: 오브젝티브-C, C/C++, Metal API: 오브젝티브-C, 스위프트, C++ (binding via metal-cpp)
운영 체제	IOS, IPadOS, MacOS, TvOS 및 VisionOS
종류	3D 그래픽 및 컴퓨트 API
라이선스	사유
웹사이트	developer.apple.com/metal/

메탈(Metal)은 애플이 개발한 저수준, 저오버헤드의 하드웨어 가속 3D 그래픽 및 컴퓨트 셰이더 API로, IOS 8에서 처음 선보였다. 메탈은 OpenGL 및 OpenCL과 유사한 기능을 하나의 API로 통합한다. 이는 IOS, IPadOS, MacOS, TvOS 및 VisionOS (WatchOS 제외) 환경의 앱에서 GPU 하드웨어에 대한 저수준 액세스를 제공하여 성능을 향상시키기 위한 것이다. 이는 Vulkan 및 DirectX 12와 같은 다른 컴퓨팅 플랫폼의 저수준 API와 유사하다.

메탈은 스위프트, 오브젝티브-C 또는 C++17 프로그래밍 언어를 사용하여 호출할 수 있는 객체 지향 프로그래밍 API이다. 셰이더와 컴퓨트 커널은 C++ 기반 언어인 Metal Shading Language(MSL)로 작성된다.

특징

메탈은 GPU에 대한 저오버헤드 액세스를 제공하는 것을 목표로 한다. 명령은 사전에 인코딩된 후 비동기식 실행을 위해 GPU로 제출된다. 애플리케이션은 실행 완료를 언제 기다릴지 제어할 수 있으므로, 개발자는 GPU에서 명령이 실행되는 동안 다른 명령을 인코딩하여 처리량을 늘리거나, GPU 실행 완료를 명시적으로 기다려 전력을 절약할 수 있다. 또한 명령 인코딩은 CPU와 독립적이므로 애플리케이션은 각 CPU 스레드에 대해 명령을 독립적으로 인코딩할 수 있다. 마지막으로, 렌더링 상태는 사전에 미리 계산되므로 GPU 드라이버는 명령 실행 전에 렌더링 파이프라인을 구성하고 최적화하는 방법을 사전에 알 수 있다.

메탈은 컴퓨트 셰이더를 사용하여 GPGPU 프로그래밍 기능을 향상시킨다. 메탈은 클랭과 LLVM을 사용하여 구현된, C++14 기반의 특정 셰이딩 언어를 사용한다.

메탈을 통해 애플리케이션 개발자는 버퍼 및 텍스처와 같은 메탈 리소스를 생성할 수 있다. 리소스는 CPU, GPU 또는 둘 다에 할당될 수 있으며, 할당된 리소스를 업데이트하고 동기화하는 기능을 제공한다. 또한 메탈은 명령 인코더의 수명 동안 리소스 상태를 강제할 수 있다.

MacOS에서 메탈은 애플리케이션 개발자에게 실행할 GPU를 지정할 수 있는 재량을 제공한다. 개발자는 CPU의 저전력 통합 GPU, (일부 맥북 및 Mac의) 외장 GPU, 또는 썬더볼트를 통해 연결된 외부 GPU 중에서 선택할 수 있다. 개발자는 또한 GPU 명령이 어떤 GPU에서 실행되는지에 대한 우선순위를 설정할 수 있으며, 특정 명령을 실행하는 데 가장 효율적인 GPU를 제안한다(장면 렌더링 명령은 외장 GPU가 수행하고 후처리 및 디스플레이는 통합 GPU가 처리하는 방식).

메탈 성능 셰이더

메탈 성능 셰이더(Metal Performance Shaders)는 개발자가 뛰어난 성능을 달성하는 동시에 GPU 제품군별 기능을 유지 관리하는 작업을 줄일 수 있도록 돕는 고도로 최적화된 그래픽 함수 라이브러리이다. 이 라이브러리는 다음을 포함한 함수를 제공한다:

• 이미지 필터링 알고리즘
• 신경망 처리
• 고급 수학 연산
• 레이 트레이싱

역사

메탈은 애플 A7 이상을 탑재한 IOS 기기에서 2014년 6월 2일부터 사용 가능했으며, OS X 엘 카피탠을 실행하는 맥(2012년 모델 이상)에서 2015년 6월 8일부터 사용할 수 있게 되었다.

2017년 6월 5일, WWDC에서 애플은 MacOS 하이 시에라, IOS 11, TvOS 11에서 지원될 메탈의 두 번째 버전을 발표했다. Metal 2는 메탈과 별개의 API가 아니며 동일한 하드웨어에서 지원된다. Metal 2는 엑스코드에서의 보다 효율적인 프로파일링 및 디버그, 가속화된 기계 학습, 낮은 CPU 부하, MacOS에서의 가상 현실 지원, 특히 애플 A11 GPU의 특수 기능을 가능하게 한다.

2020년 WWDC에서 애플은 맥의 애플 실리콘 전환을 발표했다. 애플 실리콘을 사용하는 맥은 기존 MacOS와 IOS에서 사용할 수 있었던 기능을 결합한 기능 세트를 갖춘 애플 GPU를 특징으로 하며, 애플 GPU의 타일 기반 지연 렌더링(TBDR) 아키텍처에 최적화된 기능을 활용할 수 있게 될 것이다.

2022년 WWDC에서 애플은 MacOS 벤투라, IOS 16, IPadOS 16 출시와 함께 데뷔할 메탈의 세 번째 버전(메탈 3)을 발표했다. 메탈 3는 고성능 업스케일링 및 안티앨리어싱으로 복잡한 장면을 프레임당 더 적은 시간에 렌더링하고 메시 셰이더를 지원하는 MetalFX 업스케일링 프레임워크를 도입했다. 또한 Metal API에 C/C++를 사용할 수 있는 가능성도 발표되었다.

2023년 WWDC에서 애플은 윈도우 10/11 기반 게임을 포팅하기 위한 Game Porting Toolkit이라는 새로운 툴킷을 발표했다. 이 툴킷에는 바이너리 테스트 환경, HLSL에서 MSL로의 번역 계층, Metal-cpp 바인딩이 포함되어 있다. 제레미 샌드멜은 MacOS 소노마를 위한 새로운 게임 모드를 발표했으며, 코지마 히데오는 데스 스트랜딩의 MacOS 앱 스토어 출시를 발표했다.

2024년 WWDC에서 애플은 Game Porting Toolkit 2를 발표함과 동시에 바이오하자드 RE:2, 프로스트펑크 2, 어쌔신 크리드 섀도우스와 같은 새로운 게임들이 MacOS로 출시될 것임을 알렸다.

2025년 WWDC에서 애플은 통합 명령 인코더 시스템, 신경망 렌더링 지원, MetalFX 프레임 보간(Frame Interpolation) 및 레이 트레이싱 디노이저와 같은 새로운 기술을 특징으로 하는 API의 새 버전인 Metal 4를 발표했다.

지원되는 GPU

메탈 첫 번째 버전은 다음 하드웨어 및 소프트웨어를 지원한다:

• IOS 8 이상을 실행하는 애플 A7 SoC 이상
• MacOS 11 이상을 실행하는 애플 M1 SoC 이상
• OS X 10.11 이상을 실행하는 인텔 HD 및 아이리스 그래픽스 아이비브릿지 시리즈 이상의 인텔 프로세서
• OS X 10.11 이상을 실행하는 GCN 또는 RDNA 아키텍처의 AMD 그래픽스
• OS X 10.11에서 MacOS 11 운영체제를 실행하는 케플러 아키텍처의 NVIDIA 그래픽스
• OS X 10.11에서 MacOS 10.13 운영체제를 실행하는 맥스웰 아키텍처 또는 파스칼 아키텍처의 NVIDIA 그래픽스

메탈 두 번째 버전은 다음 하드웨어 및 소프트웨어를 지원한다:

• IOS 11 이상을 실행하는 애플 A7 SoC 이상
• MacOS 11 이상을 실행하는 애플 M1 SoC 이상
• MacOS 10.13 이상을 실행하는 인텔 HD 및 아이리스 그래픽스 스카이레이크 시리즈 이상의 인텔 프로세서
• MacOS 10.13 이상을 실행하는 GCN 또는 RDNA 아키텍처의 AMD 그래픽스

메탈 세 번째 버전은 다음 하드웨어 및 소프트웨어를 지원한다:

• IOS 16, IPadOS 16을 실행하는 애플 A13 이상
• IOS 16, IPadOS 16 이상을 실행하는 애플 A14 이상
• IPadOS 16 이상을 실행하는 애플 M1 SoC 이상
• MacOS 13 이상을 실행하는 애플 M1 SoC 이상
• MacOS 13 이상을 실행하는 인텔 UHD 630 또는 아이리스 플러스 (카비레이크 이상) 인텔 프로세서
• RDNA 아키텍처 (5000 및 6000 시리즈) 및 Pro Vega (5세대 GCN 아키텍처)를 갖춘 AMD 그래픽스

메탈 네 번째 버전은 다음 하드웨어 및 소프트웨어를 지원한다:

• IOS 26, IPadOS 26 이상을 실행하는 애플 A14 이상
• IPadOS 26, MacOS 26 이상을 실행하는 애플 M1 SoC 이상

채택

애플에 따르면, 2017년 6월 기준 148,000개 이상의 애플리케이션이 메탈을 직접 사용하고 있으며, 170만 개의 애플리케이션이 상위 수준의 애플리케이션 프레임워크를 통해 사용하고 있다. 메탈을 렌더링에 사용하는 MacOS 게임 목록은 다음과 같다.

제목	개발자 (MacOS 버전)	게임 엔진	MacOS 출시일 (OpenGL/DirectX)	메탈 기반 출시일	메탈 지원 참고
아크 서바이벌 이볼브드	텔테일 게임즈	언리얼 엔진 4		000000002017-08-29-00002017년 8월 29일
어쌔신 크리드 섀도우스	유비소프트 퀘백	유비소프트 앤빌		000000002025-03-20-00002025년 3월 20일
ARMA 3	Virtual Programming	Real Virtuality	000000002015-08-31-00002015년 8월 31일		000000002017-09-17-00002017년 9월 17일부터 베타에서 메탈 지원
디비니티: 오리지널 신 II	라리안 스튜디오스	Divinity Engine 4.0		000000002023-09-22-00002023년 9월 22일	000000002020-10-06-00002020년 10월 6일부터 얼리 액세스에서 메탈 지원
Ballistic Overkill	Aquiris Game Studio	유니티 엔진 5		000000002017-03-28-00002017년 3월 28일
배트맨: 아캄 시티	페럴 인터랙티브	언리얼 엔진 3	000000002013-10-18-00002013년 10월 18일		v1.2와 함께 2019년 2월 21일부터 메탈 지원
Batman: The Enemy Within	텔테일 게임즈	텔테일 툴		000000002017-08-08-00002017년 8월 8일
BattleTech	Harebrained Schemes	유니티 엔진 5		000000002018-04-24-00002018년 4월 24일
바이오쇼크 리마스터	페럴 인터랙티브	언리얼 엔진 2.5		000000002017-08-22-00002017년 8월 22일
바이오쇼크 2 리마스터	페럴 인터랙티브	언리얼 엔진 2.5		000000002020-10-22-00002020년 10월 22일
사이버펑크 2077	CD 프로젝트	REDengine 4		000000002025-07-17-00002025년 7월 17일	Metal 4 지원
시티즈: 스카이라인	패러독스 인터랙티브	유니티 엔진 5	000000002015-03-10-00002015년 3월 10일		000000002017-05-18-00002017년 5월 18일부터 메탈 지원
문명 VI	애스파이어 미디어	LORE	000000002016-10-24-00002016년 10월 24일		2019년 4월 5일부터 메탈 지원
컴퍼니 오브 히어로즈 2	페럴 인터랙티브	에센스 엔진 3	000000002015-01-21-00002015년 1월 21일		000000002018-10-19-00002018년 10월 19일부터 메탈 지원
바이오하자드 RE:2	레미디 엔터테인먼트	노스라이트 엔진		000000002025-03-26-00002025년 3월 26일
Dead Island 2	Dambuster Studios	언리얼 엔진 4		000000002025-07-24-00002025년 7월 24일
데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드	페럴 인터랙티브	Dawn Engine		000000002017-12-12-00002017년 12월 12일
DiRT Rally	페럴 인터랙티브	EGO 엔진 2.5		000000002017-11-16-00002017년 11월 16일
디비니티: 오리지널 신 II	라리안 스튜디오스	Divinity Engine 2		000000002019-01-31-00002019년 1월 31일
도타 2	밸브	소스 2	000000002013-07-18-00002013년 7월 18일		MoltenVK는 000000002018-02-26-00002018년 2월 26일에 발표되었다. 이를 사용할 수 있는 옵션은 000000002018-05-31-00002018년 5월 31일에 제공되었다.
엘더스크롤 온라인	Zenimax Online Studios	N/A	000000002014-04-04-00002014년 4월 4일	000000002018-10-22-00002018년 10월 22일	패치 4.2.5에서 OpenGL 렌더러가 MoltenVK 래퍼(Vulkan API 호출을 메탈로 번역)를 통한 Vulkan으로 대체됨
엠파이어: 토탈 워	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3	000000002009-03-04-00002009년 3월 4일		2019년 12월 16일부터 메탈 지원
EVE 온라인	CCP Games	N/A	000000002007-11-06-00002007년 11월 6일	000000002021-10-14-00002021년 10월 14일	이전에는 2007년 11월부터 2009년 2월까지 DirectX 9.0을 통해 MacOS에서 사용 가능했음; 메탈을 사용한 네이티브 MacOS 버전은 2021년 11월 14일 출시
Everspace	Rockfish	언리얼 엔진 4		000000002017-05-26-00002017년 5월 26일
F1 2016	페럴 인터랙티브	EGO 엔진 4.0		000000002017-04-06-00002017년 4월 6일
F1 2017	페럴 인터랙티브	EGO 엔진 4.0		000000002017-08-25-00002017년 8월 25일
포트나이트	에픽게임즈	언리얼 엔진 4		000000002017-07-25-00002017년 7월 25일
프로스트펑크	11 비트 스튜디오	Liquid Engine		000000002021-02-24-00002021년 2월 24일
프로스트펑크 2	11 비트 스튜디오	언리얼 엔진 5		000000002024-09-20-00002024년 9월 20일
Gravel	Virtual Programming	언리얼 엔진 4		000000002019-01-20-00002019년 1월 20일
Guardians of the Galaxy: The Telltale Series	텔테일 게임즈	텔테일 툴		000000002017-04-18-00002017년 4월 18일
Headlander	Double Fine Productions	Buddha Engine		000000002016-11-18-00002016년 11월 18일
히어로즈 오브 더 스톰	블리자드 엔터테인먼트	SC2 Engine	000000002015-06-02-00002015년 6월 2일		000000002017-01-24-00002017년 1월 24일부터 베타에서 메탈 지원 (000000002017-11-29-00002017년 11월 29일에 일시적으로 제거 후 복구)
히트맨	페럴 인터랙티브	Glacier 2		000000002017-06-20-00002017년 6월 20일
할로 나이트	팀 체리	유니티 엔진		2017년 4월 11일
할로 나이트: 실크송	팀 체리	유니티 엔진		2025년 9월 4일
라이프 이즈 스트레인지: 비포 더 스톰	페럴 인터랙티브	유니티 엔진		000000002018-09-13-00002018년 9월 13일
라이프 이즈 스트레인지 2	페럴 인터랙티브	언리얼 엔진 4		000000002019-01-01-00002019년
마피아 III	애스파이어 미디어	Illusion Engine		000000002017-05-11-00002017년 5월 11일
미디블 II: 토탈 워	페럴 인터랙티브	TW 엔진 2	000000002015-12-17-00002015년 12월 17일		2018년 10월 25일부터 메탈 지원
Micro Machines World Series	Virtual Programming	유니티 엔진 5		000000002017-06-30-00002017년 6월 30일
Minecraft: Story Mode - Season Two	텔테일 게임즈	텔테일 툴		000000002017-07-11-00002017년 7월 11일
MXGP3	Virtual Programming	언리얼 엔진 4		000000002018-11-23-00002018년 11월 23일
나폴레옹: 토탈 워	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3	000000002013-07-02-00002013년 7월 2일		v1.2와 함께 2019년 10월 16일부터 메탈 지원
Obduction	사이언 월드	언리얼 엔진 4		000000002017-03-29-00002017년 3월 29일
Observer	Bloober Team	언리얼 엔진 4		000000002017-10-24-00002017년 10월 24일
퀘이크 2	이드 소프트웨어	퀘이크 2 엔진		000000002019-02-09-00002019년 2월 9일	MoltenVK를 사용하는 포트가 vkQuake2로 출시됨.
Refunct	Dominique Grieshofer	언리얼 엔진 4		000000002016-09-05-00002016년 9월 5일
바이오하자드 RE:2	캡콤	RE 엔진		000000002024-12-10-00002024년 12월 10일
바이오하자드 RE:3	캡콤	RE 엔진		000000002025-03-18-00002025년 3월 18일
바이오하자드 RE:4	캡콤	RE 엔진		000000002023-12-20-00002023년 12월 20일
바이오하자드 빌리지	캡콤	RE 엔진		000000002022-10-28-00002022년 10월 28일	MetalFX를 지원하는 첫 MacOS 게임
라이즈 오브 더 툼 레이더	페럴 인터랙티브	Foundation Engine		000000002018-04-12-00002018년 4월 12일
쉐도우 오브 더 툼 레이더	페럴 인터랙티브	Foundation Engine		000000002019-01-01-00002019년
Sid Meier's Railroads!	페럴 인터랙티브	게임브리오	000000002012-11-01-00002012년 11월 1일		000000002018-12-18-00002018년 12월 18일부터 메탈 지원
심즈 3	맥시스 Redwood Shores	심즈 3 엔진	000000002009-06-02-00002009년 6월 2일	000000002020-10-28-00002020년 10월 28일
심즈 4	맥시스	SmartSim	000000002015-02-17-00002015년 2월 17일		000000002019-11-12-00002019년 11월 12일에 메탈 지원 추가
Sky: Children of the Light	Thatgamecompany	N/A		000000002019-07-18-00002019년 7월 18일	2017년 11월 글로벌 라이브 이전부터 네이티브 메탈 지원 추가
스타크래프트	블리자드 엔터테인먼트	수정된 워크래프트 II 엔진	000000002001-11-20-00002001년 11월 20일		v1.23.5와 함께 000000002020-07-02-00002020년 7월 2일부터 메탈 지원
스타크래프트 II	블리자드 엔터테인먼트	SC2 Engine	000000002010-07-27-00002010년 7월 27일		000000002017-01-24-00002017년 1월 24일부터 베타에서 메탈 지원
툼레이더	페럴 인터랙티브	Foundation Engine	000000002014-01-17-00002014년 1월 17일		2019년 7월 v1.2와 함께 메탈 지원
토탈 워: 로마 리마스터	페럴 인터랙티브	TW 엔진 2		000000002021-04-29-00002021년 4월 29일
토탈 워: 쇼군 2	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3	000000002014-07-31-00002014년 7월 31일		2019년 10월 4일부터 메탈 지원
토탈 워: 쇼군 2: 사무라이의 몰락	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3	000000002014-12-18-00002014년 12월 18일		2019년 10월 4일부터 메탈 지원
토탈 워: 삼국	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3		000000002019-05-23-00002019년 5월 23일
토탈 워: 워해머	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3		000000002017-04-19-00002017년 4월 19일
토탈 워: 워해머 II	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3		000000002018-11-20-00002018년 11월 20일
토탈 워 사가: 브리타니아의 왕좌	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3		000000002018-05-24-00002018년 5월 24일
토탈 워 사가: 트로이	페럴 인터랙티브	TW 엔진 3		000000002020-08-13-00002020년 8월 13일
트랜스포트 피버 2	Urban Games	N/A		2021년 2월 23일	MoltenVK 및 OpenGL을 사용한 메탈 지원
유니버스 샌드박스	Giant Army	유니티 엔진 5	발표 예정		2017년 6월부터 베타에서 메탈 지원
언리얼 토너먼트	에픽게임즈	언리얼 엔진 4	취소됨		2017년 1월부터 메탈 지원
워 썬더	가이진 엔터테인먼트	Dagor Engine 4	000000002012-11-01-00002012년 11월 1일		000000002017-05-24-00002017년 5월 24일에 메탈 지원 추가 (? 2018년에 제거되었다가 000000002020-08-27-00002020년 8월 27일에 재도입됨)
Warhammer 40,000: Dawn of War III	페럴 인터랙티브	에센스 엔진 4		000000002017-06-09-00002017년 6월 9일
더 위트니스	Thekla, Inc	Thekla Engine		000000002017-03-08-00002017년 3월 8일
월드 오브 워크래프트	블리자드 엔터테인먼트	WoW Engine	000000002004-11-23-00002004년 11월 23일		2016년 8월부터 메탈 지원
X플레인 11	Laminar Research	N/A	000000002017-05-30-00002017년 5월 30일		000000002020-04-02-00002020년 4월 2일부터 베타에서 메탈 지원

같이 보기

• Direct3D – DirectX 12는 저급(로우 레벨) API를 도입하고 있다.
• 글라이드 – 지금은 파산한 3dfx의 다른 로우레벨 API
• 맨틀 – AMD의 로우레벨 API
• 벌컨 – 부하가 적은 API로서 OpenGL을 계승한다.

외부 링크

• (영어) 메탈 프로그래밍 가이드 (예비)
• WWDC14 데모; 확장판