드디어 출시된 엔비디아 Fermi, 지포스 GTX 400 완벽 분석

2010-03-27 07:00
권경욱 前 기자

press@bodnara.co.kr

3. DX11에 최적화된 지포스 GTX 400

최근의 게임들은 지오메트리를 이용하여 보다 현실적인 인물과 사물을 표현하도록 바뀌어가고 있으며, DirectX 11 API의 주요한 특징 중 하나인 테셀레이션 (Tessellation) 등을 통해 이전보다 사실적인 효과들을 구현하고 있다. 이러한 일들은 영화에서는 필수적으로 사용되고 있는 것들로 알려지고 있다.

GF100도 DirectX 11을 지원하게 되면서 지오메트리 프로세싱 비율을 높이고 성능 향상뿐만 아니라 테셀레이션을 크게 개선할 수 있는 구조를 갖게 되었다.

GT200보다 최대 8배 빨라진 지오메트리 성능

GF100의 모듈화된 GPC 하나에는 4개의 SM (Streaming Multiprocessor)와 새롭게 추가된 PolyMorph 엔진 4개 (각 SM 당 1개 제공), Raster Engine 1개가 포함된다. 래스터라이저 엔진에는 다각형을 파기하는 Z-Cull을 갖추고 있으며, PolyMorph 엔진에는 메모리와 직접 입출력할 수 있는 Stream Output도 포함되고 있다. GPC들은 기가 스레드 엔진 (GigaThread Engine)이 제어하게 되며, 순차처리가 이루어지는 래스터라이저의 단점을 개선해 GPC 단위로 병렬화하여 제어된다.

GF100의 PolyMorph 엔진에는 테셀레이터가 1개 포함되어 GPC 모듈 하나에는 총 4개의 테셀레이터가 내장되므로 GF100의 최대 테셀레이터는 16개이며, 지포스 GTX 470/ 480에는 총 14/ 15개의 테셀레이터가 내장된다. 라데온 HD 5800 시리즈는 1개의 테셀레이터만 내장하는 반면, 14/ 15개가 내장되는 지포스 GTX 400 시리즈는 테셀레이터 처리 성능과 지오메트리 처리 성능이 크게 개선된다.

[병목현상이 발생되던 GT200의 지오메트리 처리]

테셀레이터는 다각형 분할을 통해 정점을 늘려가는데 정점 수가 무한정 늘어나는 문제를 갖고 있다. 이로 인해 정점을 픽셀로 변환하는 고정 유닛인 래스터라이저 (Rasterizer)에 부담이 되어 병목현상을 발생시키며, 정점 수 (다각형수)를 늘리는데도 제한을 주게 된다.

이는 지포스 GT200으로 발전해오면서 스트림 프로세서 증가 등을 통해 쉐이딩 처리 성능은 150배로 증가한데 반해 지오메트리 성능은 3배 향상에 그치는데 영향을 주었다. 엔비디아는 이 문제를 해결하기 위해 한 개를 제공하던 래스터라이저 수를 4개로 늘리고 테셀레이터도 최대 16개로 확장하여 지오메트리 처리 성능을 최대 8배까지 향상시킬 수 있게 되었다고 밝히고 있다. (라데온 HD 5800 시리즈는 듀얼코어화를 통해 하나의 테셀레이터와 래스터라이저를 제공한다.)

DX11의 중심인 테셀레이션을 강화한 GF100

테셀레이션 (Tessellatioin)은 다각형 분할을 통해 정점을 생성하여 사물을 더욱 사실적으로 표현할 수 있는 방법이다. 기존에는 범프맵핑 (Bump maapping)를 이용해 음영있는 텍스처를 씌요 요철을 표현한 반면, 테셀레이션과 디스플레이스먼트 맵핑 (위치변환 맵핑, Displacement mapping)을 조합하여 실제 요철 생성을 하드웨어의 도움으로 처리하여 효율과 성능을 개선할 수 있다.

테셀레이션은 세밀한 이미지 표현이 가능해지지만, GPU에 부하를 주게 되어 프레임이 하락된다. GF100은 라데온 HD 5800 시리즈가 1개의 테셀레이터와 듀얼 래스터라이저를 통한 연산을 하는 것과 달리 총 16개의 테셀레이터와 4개의 래스터라이저를 병렬 연산하기 때문에 테셀레이션 연산 성능과 효율이 높아 DirectX 11 기반의 테셀레이션 적용 게임들에서 경쟁 제품보다 높은 성능을 기대할 수 있다.

테셀레이션을 적용하면, 이를 적용하지 않을 경우보다 사실적인 디테일 표현이 가능해지며, 게임에 적용시에도 더 사실적이고 멋진 화면들을 얻을 수 있다. 개발자들의 경우도 이를 위해 별도의 개발이 필요하지 않다.

지포스 GTX 470과 GTX 480은 테셀레이션을 적용한 벤치마크나 게임들에서 경쟁사보다 증가된 테셀레이터와 래스터라이저를 통해 복잡한 테셀레이션 적용 구간에서는 경쟁사 대비 높은 처리 성능을 기대할 수 있다.

최근 공개된 Metro 2033은 DirectX 11 지원 및 DirectX 11의 특징들을 활용하고 있는 게임으로 알려져 있으며, DoF (Depth of Field)와 테셀레이션 적용을 통해 DirectX 9 환경에서 향상된 광원 효과를 비롯하여 다각형 물체를 실사에 가깝도록 둥글게 표현하는 등 게임에서도 테셀레이션을 비롯한 DirectX 11의 그래픽효과는 유용하게 사용될 수 있다.

이 기사의 의견 보기

주동성

/ 10-03-27 8:10/ 신고

58XX 계열이 처음 나왔을 때 듀얼코어 어쩌고 하는거 보고 좀 놀랬었는데..
페르미는 쿼드코어 어쩌고 저쩌고.. -_-;; 놀랍기만 하네요...

공부하자

/ 10-03-27 9:41/ 신고

어떤 기술이 적용되었는지...
보다는 성능을 보고 싶었는데, 이 기사에는 벤치마크가 없군요.
- 아래에 기사가 있었군요. ;;;;

사랑이눈신사

/ 10-03-27 9:52/ 신고

페르미 과연 앞으로 행보가 궁금해지는군요.
기대 이상 보다는 기대 이하일 가능성이 더 커 보이니...

허접프로그래머

/ 10-03-27 10:30/ 신고

사실 그래픽칩셋에서 듀얼코어, 쿼드코어라는 개념은 의미가 없지요. 따지고보면 셰이더 프로세서 하나가 1개의 코어라고 봐야 하는데 그렇게 따지면 AMD는 1600코어 프로세서게요...?

물리적으로 SP를 모아둔 블록을 2개로 나누었든 4개로 나누었든 그건 별 의미가 없는 것 아닌가 생각합니다만. 뭐, 그렇게 나눔으로써 분기 처리 등의 기존의 약점을 커버할 수 있을라나요;;

어쨋든... 개발 개념은 알겠습니다만, 이론이 좋다고 성능이 좋다는 법은 없으니 앞으로 두고봐야 겠네요.

참 잘했어요 / 10-03-27 14:31/ 신고

가격 인하 계획 없다는 a당에게 한방 먹여주길..
a당팬이긴 하지만 한쪽이 자만심이 가득하면 절대로 안됨...

대박인생

/ 10-03-27 16:58/ 신고

들어간 기능은 참 좋아 보이는데...
너무 많은 것을 추구한 것은 아닌지 그런 생각도 드네요.

Aria / 10-03-27 18:24/ 신고

저로썬 GPGPU 강화가 눈길을 끄는군요..ㅋ

lightlas / 10-03-27 21:08/ 신고

성능은 둘째치고 (DX11 쪽 성능은 기다린 값을 했습니다만....)
온도와 전력 소모량이 아주 안드로메다로 가셨습니다.
저 정도면 TDP를 320, 300 정도로 잡아야 되는거 아닐까요.

듀크

/ 10-03-27 21:47/ 신고

성능도 아쉽고 전력소모도 아쉽고 여러모로 아쉬운 점만 가득한 제품이네요.

복남

/ 10-03-27 21:50/ 신고

드디어 나오는 군요

끓여만든배 / 10-03-28 2:13/ 신고

아키텍쳐에 많은 변화가 있네요.

Scavenger

/ 10-03-28 12:43/ 신고

많은 발전이 이뤄진 것은 좋은데 'TDP 250W'라는 문구가 너무 거슬리는군요. 물론 고급형 제품군을 구입하는 사람들에게는 큰 단점이 되지 않겠지만 만약 10만 원대로 출시하는 제품들도 경쟁사 제품들보다 높은 소비전력을 필요로 한다면 구매력이 낮을 것 같습니다.

nift

/ 10-03-28 13:29/ 신고

어디까지 발전할 건지 하지만 이정도까진 되겠지 하는 수준은 아닌듯

너도모르냐

/ 10-03-28 14:32/ 신고

어서어서 나왔으면 하네요.. 기대가 너무 큰건지 실망감이 클진 모르겠지만 기대해 봅니다.

즐거운하루

/ 10-03-29 10:05/ 신고

새로운 기술이 가득하다는 생각보다는 너무 많이 산만하다는 느낌이 드네요. 전력소모를 줄이고 성능을 높이는 것이 요즘 대세라 생각되는데, 다소 거리가 있는 제품일듯.. 많이 개선된 제품이 발매되었으면 좋겠습니다.

햇님아빠

/ 10-03-29 15:10/ 신고

가격은 대단하겠네요, 어지간한 머신 한대를 능가할..

무무상

/ 10-04-03 7:04/ 신고

그래도 희망은 있을것입니다. 절망의 순간에 반전의 역사가 다시 시작하는것이죠. 2900XT의 다음의 A당의 영광을 잊지 마시길.....

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