엔비디아에서 새롭게 발표한 2세대 지포스 RTX 그래픽카드인 RTX 30 시리즈는 성능이 어느 정도 향상이 되었다는 알려지지 않았지만 공식적으로 많은 자료들이 사전 공개가 되었기 때문에 게이머들을 비롯해 그래픽카드를 활용하는 전문직 들과 최근 동영상 등을 많이 편집하는 크리에이터들까지도 높은 관심을 보이고 있는데 사람들이 이렇게 크게 열광하는 이유는 무엇일까?   

오늘은 본격적인 지포스 RTX 30 시리즈의 성능을 알아보기 전 "몸풀기" 시간으로 기존에 지포스 RTX 20 시리즈와 어떤 부분이 기술적으로 혹은 하드웨어적으로 개선이 되었나를 간단하게 알아보는 자리를 마련하였다.   

■ 통합된 쉐이더 + RT 코어 + 텐서 코어

이번 지포스 RTX 30 시리즈의 가장 진일보한 아키텍쳐 변화는 바로 예전에 분리가 되어 있던 쉐이더 + RT 코어 + 텐서 코어를 하나의 블럭 단위로 묶었으며 더 나아가서 2개의 텐서 코어를 병렬로 처리가 가능하도록 독립적인 파이프 라인을 구성했다는 점이다.  이를 통해 하나의 SM 코어 (쿠다 코어)를 8nm 공정에 까지 접목을 시키면서 하나의 프레임을 처리하는데 걸리는 기간은 51ms 그리고 RTX 20 시리즈의 20ms 에서 보다 앞당긴 12ms 로 처리가 가능해졌다.    아래 1세대라고 볼 수 있는 RTX 20 시리즈와 비교를 해보면 명확해진다. 

▲ 좌, 지포스 RTX 20 시리즈 / 우, 지포스 RTX 30 시리즈  

현재 GPU 성능을 측정하는 가장 기본적인 단위라고 볼 수 있는 SM 코어의 질적인 개선이 가장 먼저 이루어졌다고 볼 수 있는 부분이다.  이를 통해 당연히 가장 크게 덕을 보는 것은 레이 - 트레이싱 관련된 부분들이며 이를 적용한 게임들 혹은 DLSS 를 지원하는 게임들은 빠른 성능과 높은 화질을 맛볼 수 있게 될 듯 하다. 

■ 암페어 GPU 생산은 삼성의 8nm 공정에서 

그래서 전세대라고 볼 수 있는 풀칩 지포스 RTX 20 시리즈에는 TSMC를 12nm 공정을 통해 약 186억개의 트렌지스터가 포함되었지만  이번 지포스 RTX 30 시리즈의 풀칩의 경우 280 억 개로  전세대 대비 약 100억 개 정도 늘어난 수치인데 이 수치가 살짝 안 와 닿을 수도 있어 다시 한번 예를 들어보면  파스칼 아키텍쳐로 만들어진 지포스 GTX 1080 Ti 가 16nm 공정으로 120억 개의 트랜지스터가 풀-칩 인것을 감안하면 새롭게 출시될 "지포스 RTX 3090 에 사용된 풀-칩의 경우 지포스 RTX 2080 Ti 와 지포스 GTX 1080 Ti 가 하나로 합쳐진 정도의 트랜지스터 숫자" 이다.   그리고 깨알같이 작은 폰트로 "4K 해상도, 코어 i9 프로세서" 가 테스트로 사용되었다고 밝히고 있다.  이 부분도 왜 이렇게 표기를 했나 예상을 할 수 있는 부분이 아랫 부분에 나온다.

단순히 트랜지스터의 숫자, 하나만 가지고 가정을 해보더라고 이 그래픽카드가 절대 느릴 수가 없다는 계산이 쉽게 나온다. 

■ 획기적으로 늘어난 GPU의 연산량의 해결은 메모리 대역폭의 증가과 Gen4의 지원

SM 코어의 기본적인 구조로 병렬로 처리하게끔 묶어주어 빠른 데이터를 처리하더라도 이를 담아낼 수 있는 큰 그릇이 없다면 사실 무용지물이다.  그래픽카드에 담겨 있는 데이터를 어디론가 옮겨서 빈 상태를 만들어줘야 하기 때문이다.  물론 그래픽카드에 장착되어 있는 메모리의 용량도 중요하지만 그 보다 중요한 것은 한번의 사이클에 가능하면 많은 데이터를 주고 받아 GPU와 그래픽카드 사이에 병목 현상을 1차적으로 없애주는 것이 좋다.  그래서 엔비디아에서는 새로운 그래픽카드를 출시할 때 마다 GDDR5, GDDR6 등 그래픽카드의 메모리 역시 꾸준하게 발전시켜왔다.  

▲ GDDR6와 GDDR6X 의 타이밍 시그널 

메모리의 타이밍을 조금 더 쪼개어 한번에 보다 많은 데이터를 주고 받을 수 있는 GDDR6X 가 최초로 적용되었다. 이를 통해 한번의 사이클에서 보다 많은 데이터를 보내게 되었다. 이 GDDR6X 메모리의 제조는 아직까지 전량 "마이크론"을 통해 제공받는 것으로 알려졌다.  다시 새로운 지포스 RTX 30 시리즈로 넘어가 보면이 새로운 메모리가 적용된 모델은 2가지 즉, 지포스 RTX 3090 과 지포스 RTX 3080 이며 그 하위 모델인 지포스 RTX 3070 은 지포스 RTX 2080 Ti 와 동일한 GDDR6 메모리를 사용한다.  그래서 진정한 암페어 GPU의 성능을 맛보기 위해선 최소한 지포스 RTX 3080 부터 라고 보면 된다.

마지막으로 살짝, 여기에서 지포스 RTX 3070 이 외에의 모델을 추측해 볼 수 있는 것은 지포스 GTX 1650 SUPER 모델이다. 이 지포스 GTX 1650 SUPER 는 GTX 1650 에서 메모리 종류만 다른 즉, GDDR5 에서 GDDR6 로 메모리 종류만 달라져서 동일한 GPU 코어인 TU117 과 TU116 이다.  이 GTX 1650 (TU117)과 GTX 1650 SUPER (TU116)은 동일한 쉐이더, TMU, Rops 등을 갖지만 장착된 메모리 종류만 다르다.  즉, 메모리 종류만을 달라 다른 모델을 만든 전례가 있기 때문에 지포스 RTX 3070 Ti, 혹은 SUPER 모델이 나오게 된다면 아마도 메모리 종류가 달리질 가능성도 배제할 수 없다. 

현재 컴퓨터에서 사용할 수있는 두번째 스토리지는 크게 보면 2가지 종류이다.  플래터 기반의 하드디스크와 낸드 플래시 기반의 2.5 인치 SSD 인데 이 SSD도 최근에는 보다 빨라진 즉, 프로세서 혹은 메인보드 칩셋의 PCIe 레인에 연결되는 NVMe 가 차세대 스토리지로 각광 받고 있다.  이 NVMe 종류도 3세대 라이젠 프로세서가 NVMe Gen4 x4 를 지원하면서 연속 읽기 및 쓰기 속도를 5,000 MB/s 대를 인텔이 지원하고 있는 NVMe Gen3 x4 가 3,500MB/s 대의 연속 읽기 및 쓰기 속도를 내면서 이 NVMe 부분에서는 AMD 라이젠 프로세서쪽이 빠른 성능을 낼 수 있다. 

하지만 이번 엔비디아의 지포스 RTX 30 시리즈 역시 본격적으로 PCIe Gen4 x16 를 지원하게 되면서 같은 Gen4 를 지원하는 주변기기들 사용할 때 보다 높은 성능 혹은 효율이 나올 것이라는 내용이 이번 프리젠테이션 안에 포함이 되어 있었다.   이 부분도 역시 조금의 성능을 더 끌어내고 싶어하는 게이머들의 욕망에는 크게 눈을 뜨고 확인해 봐야 하는 부분이다. 

■ 그리고 그 외에는.....

이번 지포스 RTX 30 시리즈를 발표하면서 여전히 많은 예를 든 것 중에 하나는 바로 레이-트레이싱에 관한 부분들이다.  조만간 포트나이트 에서도 이를 지원하게 되며 마인크래프트에서도 버전업된 레이-트레이싱을 선보일 것이며 사이버펑크 2077, 워치 덕스 : 리전 도 이 레이 트레이싱을 본격적으로 지원한다.  아쉽게도 많은 분들이 PC 방에서 시간을 할애하여 할 수 있는 대중적인 게임들이 아직이 레이-트레이싱을 지원하지 않는 관계로 국내 게이머들에게는 크게 와 닿지 않은 부분이지만 엔비디아에서는 꾸준하게 대작 게임들에 이 레이 트레이싱을 넣도록 협업을 하고 있기 때문에 엔비디아가 몇 년 전에 꿈꾸어 왔던 단일 그래픽카드에서 "4K" + "레이 트레이싱" 부분은 이번 지포스 RTX 30 시리즈의 출시로 현실화 시킬 것으로 보인다.   그래서 아쉽게도 SLI 를 지원하는 유일한 그래픽카드는 지포스 RTX 3090 만이 될 듯 하다.  지포스 RTX 3080 이하 그래픽카드들은 2개의 그래픽카드를 묶어줄 수 있는 SLI 를 공식적으로 지원하지 않는다. 

■ 마지막으로...  지포스 RTX 3090, 3080 의 쿨링 시스템 

이번 파운더스 에디션으로 출시되는 지포스 RTX 3080 과 RTX 3090 은 크게 보면 그래픽카드 라는 느낌을 주지만 쿨링 시스템에 크게 변화를 주었다.  전체적인 그래픽카드의 약 60% 정도로 줄인 PCB 기반 디자인을 통해 2개의 팬을 유기적으로 작동시켜 최적의 그래픽카드 쿨링이 가능하도록 만들어졌다.  단지 기판의 사이즈를 줄이다 보니 전원커넥터 부분이 그래픽카드의 정중앙 부분에 위치해 있으면 별도의 "개구리 다리" 같은 커넥터로 연결을 해줘야 하는 것이 흠이라면 흠이다.  마지막으로 개인적으로 조금 아쉬운 부분은 그래픽카드의 내부의 LED 및 그래픽카드의 "GEFORCE RTX" 레터링이 모두 엔비디아 그린이 아닌 "화이트"로 만들어졌다는 것인데 이 부분의 개인적으로 이 그래픽카드를 설계한 분에게 물어보고 싶다.  

이제 마지막으로 지금까지 알려진 자료들만 가지고 추후 출시될 엔비디아 그래픽카드 등을 포함한 몇가지 예상을 해보도록 하자.  아니면 행복회로라도....

■ 없어진 "Ti" 그리고 "SUPER" 는? 지포스 GTX 26 도 출시 될까? 

2년 풀칩 이라고 이야기할 수 있는 최고 상위 모델인 지포스 RTX 2080 Ti 는 사실, 엔비디아에서 첫번째로 제품 발표회 때 최상위 모델을 선보였다는 점에서 이제 경쟁사와의 하이엔드급 그래픽카드의 시장에서 경쟁 상대가 없음을 간접적으로 표현한 "자신감" 정도라고 이해를 했다.  그리고 얼마 지나지 않아 경쟁사에서 출시된 그래픽카드로 인해 "SUPER" 라는 새로운 등급을 만들어 가격은 동결하고 쿠다 코어 숫자를 늘려 경쟁사 라인업에 대응 했다.  현재 지포스 RTX 20 시리즈 및 GTX 16 시리즈는 그래서 "SUPER" 라는 이름을 갖고 있는 그래픽카드가 주력모델이었다. 

우선 "Ti" 는 지포스 그래픽카드가 첫 선을 보였을 때 부터 가지고 있는 고유한 제품 라인업이기 때문에 알려진 지포스 RTX 30 시리즈의 쿠다 코어 숫자 중에서 빠져 있는 7,000 개 정도의 쿠다 코어를 갖고 있는 제품이 출시될 확률이 높아 보인다.  그러니까 지포스 RTX 3070 Ti 정도는 출시가 될 듯  한대 그 이유는 지포스 RTX 3070 이 6000개 미만의 쿠다 코어를 달고 나오기 때문이다.  그래서 그 상위 숫자인 7000 개에서 6000개 사이에 쿠다 코어를 가진 제품이 출시될 하다.    물론 이 역시도 경쟁사가 어떤 제품을 어떤 가격에 그리고 어떤 성능을 보일지에 따라서 유동적일 듯 하다. 

마지막으로 완전하게 현재 예측이 불가능한 소설 영역 이라고 볼 수 있는  전세대 제품의 리-네임격인 지포스 GTX 라인업은 지포스 RTX 20과 GTX 16 시리즈의 엇갈린 세대 예를 봐서 GTX 26 시리즈 정도로 나오지 않을까 하는 예상이 되기도 하지만 완전하게 라인업을 새로 가져간다는 의미를 가지고 지포스 RTX 3050~30 사이로 네이밍을 새롭게 줄 가능성도 있어 보인다.  마지막으로 경쟁사 그래픽카드의 가격대 변화는 불가피해보인다.  특히나 상위 하이엔드 그래픽카드의 가격대가 아닌 중간 성능에 해당되는 그래픽카드에 맞추어 가격들을 책정하고 있는 터라, 성능을 끌어올리고 가격을 동결했기 때문에 강력한 압박을 가했다.    이제까지 겪어보지 못한 상당히 큰 어려운 상황에 처해있다고 보는 것이 옳다.   

▲ 지포스 RTX 30 시리즈의 SM 코어 내부 블럭다이어그램 

■ 제대로 지원하는 PCIe 16배속 Gen4 는?  

차세대 인터페이스인 PCIe Gen4 는 아쉽게도 인텔이 주도를 하지 못하고 AMD 라이젠 계열에서만 사용이 가능하며 이 PCIe Gen4 를 지원하는 첫번째 그래픽카드라는 타이틀을 라데온에게 빼앗기긴 했지만 사실 라데온 그래픽카드의 상대적으로 낮은 성능으로 인해 PCIe Gen4 를 사용하더라고 사실 성능차이를 느끼기 불가능했다.  하지만 이번 지포스 RTX 30 시리즈의 경우는 다르다.  늘어난 쿠다 코어 숫자와 더불어서 사실 그래픽카드에 사용된 메모리도 GDDR6 에서 GDDR6X 로 달라져 쿠다 코어의 처리량과 함께 1차적으로 프레임 데이터를 저장하는 그래픽카드이 메모리 역시 상당 부분 대역폭이 늘어났기 때문에 4K 혹은 그 보다 높은 해상도를 갖고 있는 8K 에서도 화면에 뿌려줄 수 있는 컨텐츠만 확보된다면 상당히 빠른 성능을 맛보게 되지 않을까 싶다. 

다시 컴퓨터 게이밍 쪽으로 시선을 돌려보면 만약 PCIe Gen4 성능에 차이가 있다면 즉, 무늬만 갖고 있는 라데온과 달리 AMD 라이젠 프로세서 시스템에서 성능 향상이 있다라고 한다면 엔비디아 입장에서는 인텔 프로세서 기반이던 AMD 라이젠 프로세서 기반이던 전혀 손해 볼 것이 없는 상황이 된다.  (사실 엄밀히 따지면 현재 지포스 RTX 20 시리즈에서도 마찬가지 상황이었지만.....) 

즉, 어떤 프로세서에서 사용하더라도 보다 완벽한 게이밍 그래픽카드가 될 수 있는 상황이 연출되었다는 점에서 누가 이 엔비디아의 새로운 그래픽카드 출시에 의한 반사이익을 얻게 될지는 지켜봐야할 것으로 보인다.  

■ 늘어난 쿠다 코어 숫자로 인한 성능 향상치는?  

기존의 지포스 RTX 20 시리즈는 TSMC 에서 그리고 이번 지포스 RTX 30 시리즈는 삼성의 8nm 공정으로 만들어진 첫번째 GPU 이다.  작아진 공정 만큼이나 많은 쿠다 코어 숫자를 갖고 있기 때문에 자연스럽게 하나의 그래픽카드에서 보다 많은 연산을 할 수 있게 되었다.  단, 문제는 이 혜택을 게이밍 외에도 "가상화폐" 시장에도 영향을 줄거라는 점이다.   어제 브레인박스에서는 아직 정식으로 출시가 되지 않은 지포스 RTX 3080 일부가 벌써 채굴 시장에 투입이 되었으며 채굴 성능도 역시 적지 않게 향상이 되었다는 것을 실제 채굴자가 올린 사진에서 확인할 수 있었다. 

국내에 얼만큼의 숫자가 파트너사 들에게 출시가 될지 미지수이지만 거대한 중국이 신형 그래픽카드를 빨아들이기 시작한다면, 특히나 그래픽카드 생산 공장들이 대부분이 중국에 있다는 것을 감안하면 전세계적으로 수급에 영향을 미칠 확률이 지금까지의 선례로 봤을 때 높다.   개인적으론 그래픽카드가 쓰여져야할 곳은 게이머들의 시스템 속인데 이 부분도 실제 제품들이 본격적으로 출시되어 원할하게 공급될 10월 정도 되어 봐야 그 상황을 판단할 수 있을 듯 하다. 

■ 이제는 컴퓨팅 환경 중심에 선 엔비디아의 GPU

2년 전, 지포스 RTX 20 시리즈를 발표했을 때와 현재 컴퓨팅 환경은 상당히 달라졌다.  특히나 프로세서들이 발전이 더딘 상황이 이어졌으며 특히나 아키텍쳐의 변화 보다라는 공정이 변화에 더 민감해지면서 사실 2년 전과 현재 프로세서가 달라진 것은 코어당 가격이 떨어졌다는 것 정도이다.   그 만큼 프로세서의 발전은 더져 졌는데 그도 그렇듯이 모바일 환경 및 4G에 이서 5G 까지 외부 통신망 환경이 빨라지면 빨라질 수록 모바일에 저장할 수 없는 많은 컨텐츠들이 "서버"에 저장되어야 하기 때문에 서버는 비약적인 발전이 이루어졌으며 이와 더불어 서버간 통신 속도도 역시 빨라졌다.   

하지만 이번 엔비디아 RTX 30 시리즈의 발표 때는 비록 오프라인을 통해 발표회가 이루어지지 못한 특별한 상황이었음에도 불구하고 유튜브 등을 기본으로 보다 넓은 SNS 채널을 적극적으로 활용하면서 사실 더 많은 사람들에게 동시에 차세대 그래픽카드의 대한 정보를 주어 더욱 더 높은 기대감을 주게 했다.   그것을 본 사람들의 반응 그리고 열기 들을 봤을 때 이제 컴퓨팅의 중심이 프로세서 CPU 보다라는 그래픽카드 GPU 쪽으로 옮겨갔구나 하는 것을 눈으로 확인할 수 있었다. 

오는 9월 14일 오후 10시 국내 하드웨어 관련 미디어들과 커뮤니티를 비롯해 많은 매체들과 유튜브 크리에이터들 까지도 포함하여 다양한 관점에서 "지포스 RTX 30 시리즈"에 대한 많은 컨텐츠를 내어놓을 것이다.  그 때 많은 분들이 이 새로운 그래픽카드의 진면목을 보게 되실 것이지만 살짝 결과부터 이야기 하자면  "정말 기대하셔도 실망하지 않을 것" 이라는 이야기를 마지막으로 드리면서 이번 기사를 마칠까 한다.