데스크톱PC용 신형 GPU ‘지포스 GTX 1080은, 소문대로 높은 성능과, 적은 소비 전력이 큰 화제를 불러 일으켰는데요. 이미 알려진 뻔한 내용은 제쳐두고 많이들 궁금해 하는 신기능에 대한 소식을 가져왔습니다.
이번 글은 GTX1080 파운더스 에디션 차이, 새로운 SLI HB 브릿지, 신기능 ’사이멀테니어스 멀티-프로젝션‘(Simultaneous Multi-Projection), ’엔셀‘(Ansel)에 대한 설명입니다.
GTX1080 파스칼 아키텍처란?
전문가용 GP100과, 소비자용 GP104는 다른 GPU 코어 구조를 채용
파스칼로 불리는 차세대 아키텍처 GPU는 소비자용 GTX1080 (GP104), 지포스 GTX1070 그리고 HPC 분야를 위한 전문가용 ‘텔사 P100’(GP100)로 구분합니다.
GP104와 GP100은 동일한 파스칼 아키텍처를 채택하고 있으나, 그 내부 구조는 조금 다릅니다. GP104는 GDDR5X / GDDR5 메모리를 적용한 반면, GP100은 적층 메모리 기술 HBM2를 사용하며, GP104는 CPU와의 연결 인터페이스가 PCI Express 3.0인데 비해, GP100은 NVLink라고 칭하는 독자적인 인터페이스에 대응하는 점 등에 차이가 있습니다. GPU 내부의 연산 유닛인 SM도 큰 차이가 있고요.
이렇게 다른 사양이면서 왜 같은 코드 네임을 사용하고 있는 걸까요. 이번 설명을 담당 한 NVIDIA의 기술 마케팅 담당 수석 이사 Nick Stam 씨는 이렇게 말합니다.
"GP10x 시리즈 전체의 디자인 목표는 모두 동일합니다. 16nm FinFET 공정 사용과 기본적인 핵심 기술, 회로의 최적화 등의 공통 요소가 있습니다. GP100이 NVLink와 HBM2를 사용하고, SM도 64코어를 2그룹으로 나눈 것에 차이가 있지만, 그 이외 아키텍처는 비슷한 부분이 많습니다. 다시 말해 적용 프로세스 기술 및 회로 설계 등 반도체의 근간이 같으므로 동일한 아키텍처 세대로 부르는 것입니다.“
파운더스 에디션 차이는? Founders Edition의 다른 점?
모든 GTX1080의 리뷰 기사는 기존보다 공들여 설계한 레퍼런스 그래픽카드 ‘파운더스에디션’(Founders Edition)을 사용하고 있습니다. 현재 국내에 들어와 있는 테스트용 그래픽카드는 모두 파운더스 에디션입니다. 하지만 구체적으로 일반판과 어떻게 다른지 엔비디아는 설명하지 않고 있었는데요. Stam 씨 대답에 따르면, gtx1080 파운더스 에디션 차이는 고품질의 부품 사용과 최적화에 따른 저임피던스화와 그에 따른 오버클럭 잠재력 강화, 저소음(비교적), 폴리곤 삼각형을 박아 넣은 듯한 고유한 외관이 특징이라고 합니다.
▲ gtx1080 쿨링시스템 기본 구조는 2세대 맥스웰 지포스 GTX980와 크게 차이가 없는 듯합니다. 냉각팬 회전수는 2200rpm, 소음 수준은 33dB
새로운 SLI HB 브릿지는 650MHz 동작, 기존 브릿지와 호환성은?
GTX1080 발표와 함께 엔비디아는 ‘SLI HB Bridge’를 선보였습니다. ‘듀얼링크’로 대역폭을 확대했으며, 동작 클럭을 기존의 400MHz에서 650MHz로 고속화한 것이 특징입니다. 단 기존에 보유한 SLI 브릿지와 호환되기 때문에, 새로운 SLI HB 브릿지가 없어도 GTX1080 2-way SLI 구축이 가능합니다.
▲ 신형 SLI HB 브릿지 (왼쪽). 현재는 미국도 발매시기가 명확하지 않습니다. GTX1080은 기존 SLI 브릿지와 호환
궁금한 것은 gtx1080에 기존 SLI 브릿지를 사용한 경우 650MHz로 작동할지, 아니면 400MHz로 제한될지의 여부입니다.
기존 제품 중 로고가 빛나는 형태의 SLI 브릿지라면 650MHz에서 동작이 가능하다고 합니다. 하지만 기존과 같은 ‘싱글링크’로 동작하기 때문에 신형 SLI HB 브릿지를 사용한 경우와 비교하면 성능은 떨어집니다. ‘미들어스 쉐도우 오브 모르도르’를 4K 디스플레이 환경에서 측정한 비교 그래프를 보면, 기존 SLI 브릿지 사용 시 프레임 렌더링 시간이 크게 변동하는 반면, gtx1080 신형 SLI HB Bridge 사용 시에는 드로잉 시간이 약간 줄고 흔들림이 적은 걸 알 수 있습니다.
▲ SLI HB 브릿지 (파랑선)와 기존 SLI 브릿지 (검정선)의 성능 비교 그래프. SLI HB 브릿지를 사용하는 편이 안정된 성능을 끌어 낼 수 있습니다.
실제 게임에서 체감 차이가 있는지 여부는 확실치 않지만, GTX1080로 2way SLI를 구성한다면, 신형 SLI HB 브릿지를 사용하는 편이 좋을 것 같네요. 엔비디아에 따르면, SLI HB Bridge의 국내 공급 시기와 가격은 아직 불명이지만, ASUS와 MSI가 SLI HB 브릿지 생산에 가속화 중이라고 합니다.
사이멀테니어스 멀티 프로젝션 (Simultaneous Multi-Projection)과 VRWorks 지원
GTX1080의 새로운 기능으로 거론되는 것 중, ‘사이멀테니어스 멀티프로젝션’(Simultaneous Multi-Projection, SMP)이 있습니다. 3D 그래픽을 그릴 때 여러 뷰포트에서 렌더링하여 멀티디스플레이 환경에서도 정확한 형상으로 화면을 표시하고, 가상현실(VR) 대응 헤드 마운트 디스플레이(HMD)의 렌즈 왜곡을 고려해 영상 중앙과 주변을 각기 다른 해상도로, 게다가 빠르게 렌더링하는 기술입니다.
▲ SMP를 사용하면 VR HMD의 렌즈 왜곡을 고려해 영상의 영역별로 구분해, 다양한 해상도로 렌더링할 수 있습니다. 렌더링이 필요 없는 부분을 자동으로 제거하는 기능도 있어 VR 게임의 성능을 끌어올리는데 효과적입니다.
SMP는 장점이 많은 기능이지만 현재로선 GTX1080과 GTX1070 전용이라는 상황은 게임 엔진 개발자에게 괴로운 점입니다. Jeff Yen 씨에 따르면, 현재는 NVIDIA의 VR 지원 라이브러리인 ‘VRWorks’에 SMP 지원을 포함하고 있습니다. 한편 SMP 기능을 게임 엔진에 포함하는 것과, 다이렉트엑스(DirectX) 같은 업계 표준 API를 지원할지 여부는 게임엔진 개발자와 협의 중입니다.
지금은 PC게임 물리 시뮬레이션의 표준인 피직스(PhysX)도, 처음 등장한 시점에서 게임 개발자들이 그 장점을 이해하지 못했습니다. SMP도 피직스처럼 향후 대응 GPU가 늘고 그 장점을 이해하기 시작하면 폭넓게 이용될 것입니다. 한편 2015년 NVIDIA가 밀고 있던 유사 기술인 ‘Multi-Res Shading’은 사실상 지원이 종료됩니다. ‘Multi-Res Shading’은 설정 가능한 뷰포트가 6개로 적고 (※SMP는 최대 16개), VR HMD의 렌즈 왜곡 조절 기능도 없어 SMP에 비해 기능 면에서 뒤떨어집니다. 엔비디아는 기능면에서 부족한 Multi-Res Shading을 사용하는 것보다 SMP를 사용해 게임 엔진을 개발하는 것이 효과적이라는 입장을 보이고 있습니다.
엔셀(Ansel)을 사용하면 게임에서 자유롭게 카메라 제어 가능, 단 멀티 플레이에서 치트로 사용할 수 없음
마지막으로 GTX1080 전용 기능은 아니지만, 동시에 발표된 게임 화면 갈무리 기능 ‘엔셀’(Ansel)’에 대해 알아봅시다. ‘엔셀’은 게임 엔진과 연계하여 카메라의 위치를 자유롭게 바꿔 화면을 캡처하는 기능인데요. 최대 32배 초고해상도 캡처를 실현하고, 게임 세계를 VR HMD에서 감상할 수 있게 하는 등, 지금까지 불가능했던 특별한 게임 화면 캡처를 가능케 합니다.
▲ ‘Witness' 게임을 엔셀로 시연한 화면. 엔셀 캡처 모드로 들어가면 게임이 일시정지 된 상태에서 카메라를 공중으로 이동하거나 기울일 수 있다.
▲ 엔셀에 대응하는 위쳐3 와일드헌트 데모. 엔셀을 사용하면 같은 장면에서 낮(위)과 밤(아래)의 장면을 손쉽게 캡처 할 수 있습니다.
엔셀이 자유롭게 카메라를 움직여 캡처할 수 있는 것은 게임에 통합 형태로 제공되기 때문입니다. 즉, 게임 개발 단계에서 엔셀을 지원해야 합니다. 현재 엔셀은 개발 중이며 대응 게임이 언제 등장할지 언급되지 않았습니다. 한편으로 카메라를 자유롭게 움직일 수 있다면 멀티 플레이 대전 게임에서 상대편을 쉽게 찾아내는 치팅이 가능하지 않을까 궁금한데요. 엔셀은 게임과 연계해 동작하는 기능으로, 카메라가 움직이는 범위를 게임이 제어하게 됩니다. 따라서 시야 밖의 상대방을 찾는 치팅은 사용이 불가능합니다. 치열한 멀티 플레이 도중 한가하게 인증샷이나 찍고 있을 틈이 있을지는 모르겠지만, 엔셀로 인해 멀티플레이에서 규칙 위반 행위가 발생할지 여부는 걱정하지 않아도 될 거 같습니다.