괴물같은 그래픽칩, 엔디비아 타이탄X의 성능은?

어느새 우리는 3D 그래픽이 없는 세상을 상상할 수 없게 되었다. 극장에서는 끊임없이 3D로 만들어진 애니메이션이 상영되고 있으며 블록버스터 판타지 영화에서는 항상 더 정밀하고 사실적인 3D 그래픽 기술을 자랑한다. 게임 역시 마찬가지로 더 세밀한 폴리곤과 더욱 정교한 광원효과를 통해 사실적인 그래픽을 원한다.

엔비디아는 이 분야에 있어 누구나 인정하는 기술력을 가졌다. 엔비디아의 그래픽 카드 지포스 시리즈는 하드코어 게임을 즐기는 사용자에게 정평이 나 있으며 쿠다 엔진은 물리계산을 위한 공학도에게도 환영받고 있다. 최신 영화를 만드는 제작사에서도 엔비디아의 하드웨어를 기다리는 정도이다.

2015년을 맞아 엔비디아가  최고 성능의 그래픽 칩을 발표했다. 맥스웰 아키텍처를 채택한 타이탄 X라는 이름이 붙은 이 그래픽칩은 또 한번 월등한 성능향상으로 게이머들을 유혹하고 있다. 엔비디아의 2015년을 책임질 타이탄 X에 대해 알아보자.

VXGI - 물체와 배경의 다중반사효과 구현

엔비디아는 피직스 소스 코드 가운데 일부 묘듈를 무료 배포하기로 했다. 더 많은 게임에서 좋은 효과를 내도록 만들기 위해서인데 벌써 500개 게임에서 사용중이며 더 많은 개발자들의 사용을 기대하고 있다. 보다 좋은 게임이 시장을 키우고 새 칩의 수요를 가속시킬 것이기 때문이다. 

엔비디아의 다중반사효과 구현(VXGI)는 그런 노력 가운데 하나이다. 이 새로운 기술은 맥스웰 아키텍처를 가진 칩이 가속할 수 있다. 이후 이 효과는 언리얼 엔진 커스텀 버전에 통합되어 지난주에 개발자에게 배포되었다. 첫 발표때는 콘솔박스 게임기 형태의 데모였는데 이것을 개발자에게 제공해서 게임에 통합할 수 있도록 했다. 보다 원활한 통합을 위해 싸이파이 코드라는 데모를 제공했다. 

이 효과를 엔진에 통합하면 빛의 여러 반사가 물체에 자동으로 적용된다. 바닥에 반사된 빛에 비친 벽면의 경계선과 음영이 현실적으로 묘사된다. 파란색 마룻바닥에서 반사된 파란 빛이 다른 곳에 비쳐져 푸른 색감을 낸다. 또한 광원에서 붉은 색 커튼막을 비추면 커튼에서 반사된 빛이 바닥과 옆으로 재반사 되는 것도 반영한다.

VXGI 기술 도입 전에는 빛이 비치는 것처럼 미리 만들어진 효과를 입혀 흉내만 내야했다. VXGI는 광원이 움직이면 빛도 실시간으로 움직이는 형태로 진짜 효과를 만들어준다. 언리얼 엔진 커스터마이즈 버전에 통합된 VXGI가 적용되어 현재 개발자들이 게임 개발하는 중이다. 이것은 보다 현실적 이미지를 만들기 위해 오랫동안 개발자들이 필요로 해왔던 점이다.

지원 하드웨어 -  강력한 그래픽 카드 타이탄 X

올해 엔비디아는 독특한 방식으로 신제품 그래픽카드를 내놓고 있다. 개발자들이 충분한 속도가 나오는 하드웨어가 없어 어려움을 겪기 때문이다. 하나의 사례로 에픽게임스와 웨타디지털(호빗의 디지털 애니담당)이 협업해서 새로운 영역을 만들고 있다. 에픽게임스는 언리얼 엔진을 이용해 차세대 게임을 개발하고 있었는데 한가지 예가 호빗의 지하보물고에서 호비트가 모험을 하는 데모게임이다.

 

이 게임은 호빗 영화에 등장한 CG를 그대로 가져와 가상현실 체험을 만들어냈다. 해당 호비트의 영국성우가 그대로 역할을 맡는 등 훌륭한 체험을 제공해준다. 여기서 에픽게임스가 원했던 게임환경은 초당 90프레임인데 필요한 특수효과를 전부 내면서 이 정도의 속도가 나올 수 없었다. 때문에 엔비디아에게 그만한 고성능 하드웨어가 있는가 문의해왔다. 여기에 엔비디아가 답하고 해당 컨퍼런스에서 직접 그래픽 카드를 전달했다. 

에픽게임스가 언리얼 엔진 무료배포를 위한 데모화면도 만들었다. 최신기술을 모두 접목시켜 기존 하드웨어로는 구동이 안되어 타이판 X를 통해 구동된다. 제목은 연 날리는 소년이다. 이 데모는 매우 원활하게 구동되었는데 미리 녹화해둔 비디오가 아니라 실시간으로 렌더링하는 게임이다. 그것도 여러대를 연결한 SLI가 아니라 하나의 타이판 X 카드에서 실시간으로 구동된다. 

에픽 외에도 밸브도 타이탄X를 사용해서 스팀머신에서 돌아가는 4K 데모를 만들었다. GDC에서 밸브는 새로운 VR 을 발표했는데 이것은 GTX980으로 구동된다. 크라이텍과 엔비디아는 이미 공룡섬이라는 작품을 공동 개발한 바 있다. 크라이텍에서 이것을 다시 VR용으로 만들어 올해 발표했다. 여기도 기존 하드웨어로는 요구조건이 충족되지 않았고 타이탄 X를 통해서 가능해졌다. 

가상현실(VR) - 2015년 게임의 화두

올해는 새로운 경험으로 가상현실(VR)이 주목받고 있다. 엔비디아의 VR 디렉트(DIRECT) 기술은 엔비디아의 모든 최신 기술을 모아놓은 것이다. 

특성상 VR은 고성능과 적은 지연시간이 필요하다. 처리가 늦어지면 눈이 바로 혼란을 느끼게 된다. 특히 초당 영상 프레임수를 높게 유지하기 어려운데 각 프레임을 두 개 이미지로 따로 렌더링해야 하기 때문이다. 실제로 눈 사이 간격이 있어 시야를 보완한다. 이 두개 이미지를 렌더링한 뒤 복합시켜 하드웨어를 통해 보여주게 된다.

기본적인 기능 가운데 헤드트래킹 인포메이션이 있다. 내 머리가 어떻게 움직였는지 인식해서 빨리 영상을 바꿔줘야 한다. 영상을 렌더링을 한 뒤 두번째 렌더링을 가져가는데 그 동안 사용자가 머리를 움직이면 다시 보정해서 최종 렌더링된 정보를 디스플레이에 표시해준다. 고개를 자유롭게 이동시키는 상황에서도 지연을 최소화시키는 기술이 이미 개발되었으며 퍼블릭 버전은 수개월 내에 제공될 것이다.

VR에서 그래픽 카드 두 개를 이어서 쓰는 기술(SLI)은 방식이 조금 다르게 구동된다. 일반적으로는 한 화면에 적용할 때는 두 개 GPU간에 교대해가며 렌더링한다.  그런데 VR SLI에서는 프레임당 2개를 렌더링하는 데 왼쪽과 오른쪽 눈 처리를 하나씩 맡아서 GPU가 렌더링한다. 따라서 더욱 지연이 줄어들고 성능이 향상된다. 이 기술도 개발완료되어 해당 드라이버가 개발자에게 제공되었다. 엔비디아와 오큘러스가 어떻게하면 잘 접목할 수 있는지 설명하기도 했다. 앞으로 수개월 안에 일반 공개될 것이다.

타이탄 X - 현존 최고 성능의 그래픽 가속칩

엔비디아가 자신있게 내놓은 2015년 최신 GPU는 타이탄 X이다. 3072개의 쿠다코어를 내장하고 있는데 이전 모델인 GTX980이 2048개인 것을 참고하면 50퍼센트 증가했다.  7테라플롭스의 처리 능력을 가졌으며 맥스웰 아키텍처 980과 동일한 구조이다. 보다 강력한 성능을 발휘하기 위해  초당 5기가바이트 전송률의 DDR5 12기가바이트의 메모리를 장착하고 있다. 

따라서 게임에서 해상도를 마음껏 높여도 되고 모든 세팅을 최고품질로 해도 원활한 게임이 가능하다. 4K 해상도를 이용해도 게임 플레이에 아무런 문제가 없다는 엔비디아측의 설명이다.    

보드디자인도 최적화시키고 있다. 레이아웃도 개선해서 냉각을 위한 공기흐름을 원활하게 했다. 오버클럭을 해도 전압에 여유를 가지도록 했는데 플러스 10퍼센트까지 여유전력을 가져갈 수 있으므로 만일 성능에 만족을 못한다면 오버클럭도 가능하다. 

부품에서도 신경을 썼다. 지금까지 만든 그래픽카드는 고압전류에 일부부품이 진동하는 경우가 있다. 타이판 X 에서는 몰드형 인덕터 등을 채택해서 이런 진동을 줄여서 잡음이 줄어들었다. 맥스웰에 기반을 주고 있어 고품질 팬과 방열솔루션을 쓰고 있으므로 냉각을 위해 팬을 빨리 돌려야 하는 경우도 별로 없다.  

게임활용 - 품질저하 없는 4K 게임 구동 가능

엔비디아는 최신 기술을 아낌없이 접목시킨 타이탄 X를 '괴물 같은 보드'라고 표현했다. 이전 모델 두 배의 에너지 효율성을 내는데 원래 타이탄에서 사용했던 전력정도를 사용하면서 성능은 두 배를 내준다는 의미다. 

시연에서는 최신 게임인 '쉐도우 오브 모르모드'를  4K 데모로  시연해 주었다. 직접 플레이해 본 결과로는 최고 이미지 품질에 4K라는 해상도에도 불구하고 비주얼과 부드러움이 매우 좋았다. 또한 이런 최고급 그래픽 칩에 있었던 수급문제도 문제없다고 설명한다. 이미 TSMC에서 완성된 28나노 공정이기에 수급문제는 없을 것이라는 주장이다. 모든 면에서 확실히 나아진 타이탄 X가 앞으로 우리의 게임 경험을 얼마나 더 높여줄 것인지 기대해보자.