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엔비디아 (NVIDIA)는 석달 전 단일 GPU로 고성능을 제공하는 지포스 GTX TITAN X를 출시한 바 있다. 지포스 GTX TITAN X는 고해상도인 4K (UHD)와 그 이상의 환경을 고려해 만들어진 그래픽카드다.

이 제품은 지포스 GTX TITAN 시리즈의 세대 교체를 알렸으며 풀스펙 GM200 GPU와 12GB의 대용량 메모리 탑재와 맥스웰 아키텍처 기반으로 성능 및 전력 효율 향상을 통해 플래그십 다운 면모를 보여줬다.

이후 엔비디아는 지포스 GTX 980과 지포스 GTX TITAN X 사이의 라인업을 고려한 새로운 제품을 투입할 것으로 알려졌는데 그 제품이 바로 지포스 GTX 980 Ti다.

현실적인 플래그십 GPU 지포스 GTX 980 Ti

지포스 GTX 980 Ti, 게이밍 환경 개선과 최신 기술에 집중

지포스 GTX 980 Ti는 GM200 GPU를 사용하지만 스펙을 조정해 플래그십 지포스 GTX TITAN X와 차이를 두면서 고성능을 원하는 하이엔드 게이머에게 한발 더 다가간 그래픽카드다.

GPGPU나 과학연산 등 전문가용 분야보다는 게이밍 환경을 고려하며 DirectX 12 (이하 DX12)와 가상현실 VR, 지싱크 (G-Sync) 영역의 지원을 확장했다. 이를 반영해 가격도 지포스 GTX TITAN 시리즈가 999달러 ($999)의 높은 가격을 제시한데 반해 649달러 ($649)로 보다 현실화했다.

맥스웰 GM200 GPU 기반 지포스 GTX 980 Ti, 스펙은 조정돼

지포스 GTX 980 Ti는 지포스 GTX TITAN X와 같은 GM200 GPU를 사용하지만 스펙은 조정됐다. GTX TITAN X가 24개의 SMM (Maxwell Streaming Multiprocessors)의 풀스펙을 제공한데 반해 2개가 줄어든 22개의 SMM을 제공한다.

이를 통해 전체 쿠다 코어 (CUDA Cores)의 수는 3072에서 2816 (GTX 980의 2048 대비 37.5% 늘어난 쿠다 코어)으로 줄고 텍스처 유닛 (TMUs)도 196에서 176으로 감소했다. 대신 96 ROPs는 유지해 고해상도 및 AA/ AF 적용 환경에서 안정적인 성능을 유지하도록 했다.

메모리 인터페이스도 384bit를 유지한다. 7Gbps의 고클럭을 적용하고 압축 알고리즘과 캐싱 효율을 개선해 DRAM 대역폭 요구를 줄여 효율을 높이는 메모리 아키텍처를 도입해 고해상도 환경에 보다 최적화됐다. 메모리 용량은 지포스 GTX TITAN X가 12GB를 제공했으나 절반인 6GB로 줄었으나 기존 4GB 용량을 제공하는 하이엔드 제품 대비 높은 용량이므로 고해상도 환경에 유리하다.

배정밀도 연산 비율은 단정밀도 연산의 1/32, GM204 기반의 지포스 GTX 980 (SMM 당 4개의 DP 유닛)과 같은 비율이다. GK110 기반 지포스 GTX 780 Ti이 8개의 DP 유닛으로 단정밀도 연산의 1/24보다는 낮아졌다. L2 캐쉬는 유지되며 3072KB로 지포스 GTX 980의 2048KB보다 높고 L1 캐쉬도 96KB로 케플러의 64KB보다 증가됐다.

미래 게이밍 플랫폼을 고려해 설계된 지포스 GTX 980 Ti

MS 윈도우 10에 탑재될 것으로 알려진 DX12와 4K 디스플레이, 가상현실 VR은 차세대 게이밍 플랫폼으로 주목받을 것으로 알려진 가운데 엔비디아는 이와 같은 미래 게임이 플랫폼 환경을 고려 지포스 그래픽카드의 기술과 지원을 향상했다.

그 선두에는 지포스 GTX 980 Ti가 소개되었으며 기존 발표된 지포스 GTX 680 대비 3배의 성능과 단일 GPU로 4K 게임을 즐길 수 있다. 와트당 성능비도 2.3배 증가했으며 DX12의 모든 기능을 지원하는 것이 특징이다.

DX12는 기존 지포스 그래픽카드에서도 지원하는 것으로 알려졌지만 새로운 기술들이 추가되면서 그에 적합한 설계가 요구되고 지포스 GTX 980 Ti는 이에 맞게 설계됐다. DX12는 CPU 오버헤드를 줄이는 로우 레벨 API이면서 더 많은 제어와 비동기 컴퓨팅으로 처리 효율을 높인다. 자연스럽고 향상된 게이밍 환경을 위한 볼륨 타일드 리소스 (Volum tiled Resources)나 레이 트레이싱에서 보다 자연스러운 그림자 효과를 제공하는 Conservative Raster과 같은 주요 기술도 추가된다.

최근 그래픽 관련 기술에서 화두가 되고 있는 가상현실 지원도 확대했다. 엔비디아의 그래픽관련 기술과 지원 소프트웨어를 담고 있는 게임웍스 (Gameworks)에 게임웍스 VR (Gamworks VR)을 소개했다. 게임웍스 VR에는 VR 다이렉트 (VR Direct) 기술로 지연시간 개선과 멀티 GPU로 VR을 처리하는 VR SLi에 더해 가상현실 컨텐츠 품질과 성능 개선, 렌더링 부하를 낮출 수 있는 다중 해상도 세이딩 (Multi-Res Shading) 기술을 더했다.

VR 기기는 광학 렌즈를 이용해 특성상 왜곡이 발생하고 이를 방지하기 위한 작업이 더해지는데 이 과정에서 표시되지 않은 영역의 데이터도 처리된다. 때문에 성능 저하 및 외곽 스케일 다운과 같은 문제가 발생했다. 다중 해상도 세이딩 기술을 적용해 중앙부는 선명하게 주변부는 품질을 낮춰 작업 부하는 줄이면서 전체 필셀 세이더 성능을 1.3배에서 최대 2배로 높일 수 있게 되었다. 이 기술은 게임웍스에 포함되어 제공될 예정이다.

지싱크 기술도 지원을 향상했다. 노트북과 윈도우 창모드의 지원을 추가했으며 그동안 동작 주파수에 제한을 두고 대부분 40Hz 이상에서 동작하도록 만들었지만 이러한 한계를 없애는 기술을 더했다.

새로 개발된 지싱크 기술은 동작 주파수 제한을 없애 모든 주파수에서 가변 재생빈도 기술을 지원하고 30fps 이하에서도 이전보다 부드럽고 어긋나지 않는 화면을 구현해준다. 오버드라이브로 픽셀 전환시 더 빠른 응답속도 구현과 정밀한 색 변환을 통해 고스트 현상도 최소화한다.

고해상도와 고성능을 원하는 게이머를 위한 스펙, 비레퍼런스 허용

지포스 GTX TITAN X는 레퍼런스 설계만 허용해 레퍼런스 제품 위주로 시장에 등장했다. 이에 반해 지포스 GTX 980 Ti는 비레퍼런스 커스텀 기반의 제품이 다양하게 등장할 것으로 알려졌다.

GM200 GPU에서 쿠다 코어 수는 3072에서 2816, 텍스처 유닛은 196에서 176으로 줄었지만 나머지 스펙은 유지해 여전히 강력한 성능을 기반으로 4K (UHD)와 같은 고해상도에서도 고성능을 제공한다. TDP 스펙은 지포스 GTX TITAN X와 같은 250W다.

엔비디아 지포스 GTX 980 Ti 6GB

엔비디아 (NVIDIA)가 발표한 지포스 GTX 980 Ti는 하이엔드 시장을 타겟으로 하는 그래픽카드로 플래그십 지포스 GTX TITAN X와 같은 맥스웰 (Maxwell) 아키텍처 기반의 GM200 GPU를 기반으로 제작된다. 지포스 GTX TITAN X와는 쿠다 코어 및 텍스처 유닛 축소, 메모리도 12GB에서 절반인 6GB를 제공해 차이를 둔다. TDP 스펙은 250W로 동일하며 하이엔드 제품에 탑재되는 레퍼런스 쿨링 솔루션을 적용했다.

레퍼런스 기반 지포스 GTX 980 Ti

지포스 GTX 980 Ti 레퍼런스 그래픽카드는 코어 1000MHz, 부스트 클럭은 1075MHz가 적용되는데 이는 지포스 GTX TITAN X와 동일한 클럭이다.

전원 공급도 6핀과 8핀 PCIe 보조전원 구성으로 동일하며 PCI-Express 3.0 슬롯과 함께 전원을 공급받는다. 지포스 GTX TITAN X가 비레퍼런스 설계를 제한해 커스텀 버전이 등장하지 못했지만 지포스 GTX 980 Ti는 다양한 커스텀 버전의 등장이 예상된다.

HDMI 2.0과 DisplayPort 1.2 3개, 듀얼링크 DVI-I의 5개 출력

출력포트는 DisplayPort 3개와 HDMI 2.0, 듀얼링크 DVI-I의 총 5개로 구성된다. HDMI 포트를 이용해 4K 30Hz로 제한되던 출력은 HDMI 2.0 지원으로 4K (UHD) 60Hz를 이용할 수 있으며 스테레오 3D 기반 엔비디아 3D 비전 (3D Vision)과 최대 3대 이상의 모니터를 구성할 수 있다.

지포스 GTX 980 Ti에 탑재된 레퍼런스 쿨러

레퍼런스 쿨러는 기존 엔비디아 하이엔드 그래픽카드에 적용된 것과 동일한 구조와 쿨링 방식의 제품이 사용된다. 전면은 실버 색상으로 방열판과 증기 채버 (Vapor Chamber)를 이용해 쿨링하며 전압과 RPM은 온도에 따라 조절되고 외부 공기를 배출하는 구조다. 측면 지포스 GTX 로고는 LED 효과를 제공하며 지포스 GTX TITAN X와 같이 백플레이는 제공되지 않는다. 이는 멀티 GPU 구성에 따른 발열을 제어하기 위함이다.

지포스 GTX 980 Ti 레퍼런스 블랙 PCB

전원부 구성은 지포스 GTX TITAN X와 같이 GPU 6페이즈와 메모리 2페이즈, GPU 전원부와 후면에는 SMD 캐패시터를 제공해 안정적인 전력 공급을 돕는다. 솔리드 캐패시터와 Dr.MOS, Low RDS(On) 모스펫으로 안정성을 높였으며 주파수 스위칭을 이용해 부하에 따라 클럭을 조절하는 On Semiconductor의 NCP81174 컨트롤러가 탑재된다. 멀티 GPU 구성을 위한 2개의 SLi 커넥터도 제공한다.

28nm GM200-310-A1 (GTX 980 Ti)

지포스 GTX 980 Ti는 지포스 GTX TITAN X와 같은 28nm 공정의 GM200 GPU를 기반으로 제작된 하이엔드 그래픽카드다. GM200-400-A1로 마킹된 GTX TITAN X와 다르게 GM200-310-A1으로 마킹된 GPU가 사용된다.

지포스 GTX TITAN X의 3072 쿠다 코어에서 SMM 2개가 제외되어 2816 쿠다 코어와 192 텍스처 유닛 (TUMs)에서 줄어든 176 텍스처 유닛, 96 ROPs는 동일하다. DX12와 OpenGL 4.3, PCI-Express 3.0과 GPGPU를 위한 쿠다 (CUDA)와 OpenCL, DirectCompute, GPU로 가속하는 물리엔진 PhysX, HEVC/H.265 인코딩 기능의 NVENC 인코더를 제공한다. DX12는 기존 GPU가 일부 기능을 지원하는데 반해 윈도우 10의 DX12 기능을 모두 지원하는 것으로 알려졌다.

메모리는 전면에만 12개가 배치되며 총 6GB 용량을 제공해 4K (UHD) 고해상도에 대응한다. 사용된 메모리는 SK하이닉스 GDDR5 (H5GQ4H24MFR-R2C, 1.5V)로 7010 (1752.5)MHz 클럭, 메모리 대역폭은 336GB/s다.

지포스 GTX TITAN X와는 10% 이내의 성능 격차

엔비디아 (NVIDIA) 지포스 GTX 980 Ti는 먼저 출시된 지포스 GTX TITAN X와 같은 맥스웰 (Maxwell) 아키텍처 기반의 GM200 GPU를 탑재한다. 일부 스펙이 줄어든 만큼 지포스 GTX TITAN X와는 성능 차이가 발생할 것으로 예상된다.

성능 테스트는 인텔 코어 i7 4790 (3.60GHz)와 인텔 Z97 칩셋 기반 메인보드, 메모리는 삼성전자 DDR3-1600MHz (CL9-9-9-24, 1T) 4GB x 2, 윈도우 8.1 Pro K 64bit를 이용했다. 인텔 inf v10.0.22WHQL, 지포스 그래픽카드는 지포스 353.06WHQL, AMD 라데온 R9 290X는 카탈리스트 (Catalyst) 15.5 베타 드라이버를 이용했다. AMD와 엔비디아 그래픽카드는 레퍼런스 클럭 기준으로 성능을 비교했다.

테스트에 사용한 그래픽카드

NVIDIA GeForce GTX TITAN X 12GB Ref. (1000/ 7010)
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti 6GB Ref. (1000/ 7010)
NVIDIA GeForce GTX 980 4GB Ref. (1126/ 7010)
NVIDIA GeForce GTX 780 Ti 3GB Ref. (875/ 5000)

AMD Radeon R9 290X 4GB Ref. (947/ 5000)

플래그십 지포스 GTX TITAN X과는 성능 격차 10% 이내

DirectX 10/ 11 기반 퓨처마크 (Futuremark) 3DMark Vantage와 3DMark (2013)을 이용해 그래픽카드의 기본 성능을 살펴봤다. 지포스 GTX 980 Ti는 3072개의 쿠다 코어 (CUDA Cores)와 196 텍스처 유닛 (TMUs)를 제공하는 지포스 GTX TITAN X보다 2개의 SMM이 줄면서 2816 쿠다 코어와 176 텍스처 유닛을 제공하지만 ROPs는 96으로 동일하며 메모리는 절반인 6GB를 제공한다. 이러한 스펙 차이로 성능 차이가 발생하지만 6% 이내의 적은 성능 차이를 보였다.

3DMark Fire Strike Ultra는 고성능 GPU를 요구하는 4K (UHD) 해상도를 미리 살펴볼 수 있는데 단일 GPU로 4천을 넘어선 지포스 GTX TITAN X와 같이 지포스 GTX 980 Ti도 4천에 가까운 성능을 내줬다. 메모리는 절반인 6GB로 줄어들긴 했지만 기존 4GB를 제공하는 제품 대비 조금 더 넉넉하게 고해상도 지원 환경에 이용할 수 있다. 그래픽 설정을 타협하면 단일 GPU로 4K 해상도 플레이가 가능한 프레임을 제공할 것으로 예상된다.

엔비디아가 공개한 테스트 결과에서도 지포스 GTX 980 Ti는 위처 3 (The Witcher 3 : Wild Hunt)와 GTA 5 (GTA V), Project Cars와 같은 최신 게임의 4K 해상도에서 30fps 이상으로 플레이가 가능한 것으로 알려졌다.

이번에는 실제 게임을 이용해 성능을 비교했는데 배틀필드4 (BattleField 4)는 7% 이내의 성능 차이를 보이면서 지포스 GTX 980 Ti는 지포스 GTX TITAN X 다음으로 높은 성능을 제공했다. 고해상도와 4xAA 환경에서도 80pf에 가까운 성능을 제공해 단일로 고해상도 게임을 원하는 사용자에게 적합하다.

크라이시스3 (Crysis 3) 게임에서도 지포스 GTX 980 Ti는 선전하고 있으며 지포스 GTX TITAN X와는 그 성능 차이가 3% 이내로 좁혀졌다. 고해상도와 AA/ AF를 적용한 환경에서도 30fps에 근접하며 지포스 GTX 980과는 35% 이상의 차이로 보다 원활한 게임 환경을 만들 수 있다.

매트로 2033 : Redux는 높은 사양을 요구하는 게임이지만 지포스 GTX 980 Ti는 지포스 GTX TITAN X와 같이 높은 프레임을 제공한다. 5% 전후의 차이를 보이지만 실제 게임 환경에서는 이를 체감하기는 쉽지 않을 것으로 예상된다.

위처 3 (The Witcher 3 : Wild Hunt)는 엔비디아 (NVIDIA) 헤어웍스 (HairWorks)를 지원해 머리카락 움직임을 자연스럽게 표현해주는 등 고성능을 요구하는 게임이다. 테스트 제품 중에서는 지포스 GTX TITAN X와 지포스 GTX 980 Ti가 헤어웍스를 제외한 나머지 최고 옵션과 2560 해상도 조합에서 60fps에 근접한 프레임을 내준다. 지포스 GTX 980과 지포스 GTX 980 Ti는 약 28%의 성능 차이를 제공한다.

지포스 GTX 980 Ti는 지포스 GTX TITAN X에서 메모리가 절반인 6GB로 줄고 쿠다 코어와 텍스처 유닛이 감소해 성능 차이를 보이지만 7% 이내의 차이이므로 실제 게임에서는 이를 체감하기는 어려울 것으로 보인다. 지포스 GTX 980과도 30% 전후의 성능 차이를 제공한다.

가격도 649달러 ($649)로 책정되면서 999달러 ($999)의 지포스 GTX TITAN X보다 350달러 ($350)가 낮아졌다. 따라서 고성능을 원하지만 지포스 GTX TITAN X의 높은 가격이 부담된 하이엔드 유저에게 지포스 GTX 980 Ti는 좋은 선택이 될 수 있다.

전력 효율 개선과 오버클럭 잠재력 기대

지포스 GTX 980 Ti는 맥스웰 (Maxwell) 아키텍처를 기반으로 성능과 전력 효율을 최적화하고 있으며 TDP 스펙은 지포스 GTX TITAN X와 같은 250W로 설정됐다.

지포스 GTX 980 Ti, 클럭 스위칭 (아이들 : 코어 135/ 메모리 202.5MHz)

지포스 GTX 980 Ti는 기존 지포스 그래픽카드와 같이 클럭 스위칭을 지원해 아이들과 영상 재생, 게임에 맞게 클럭을 조절해 전력 소모를 줄여준다.

기존 하이엔드 GPU와 유사한 발열 특성 제공

그래픽카드별 온도는 GPU-Z 0.8.3 버전을 이용해 GPU 온도센서 값을 비교했다. 온도는 3DMark Vantage Extreme 프리셋 (1920 x 1200, 4xAA/ 16AF)를 테스트하는 도중 가장 높은 온도를 비교했다.

온도는 개방된 사무실에서 측정해 케이스 내부 장착 환경과 차이가 있으므로 상대적인 비교로 참고하기 바란다. 지포스 GTX 980 Ti는 이전 세대 하이엔드와 동일한 쿨링 솔루션을 탑재했고 온도 결과도 서로 유사하다. 레퍼런스 쿨링 솔루션은 안정적인 방열과 소음을 제공한다. AMD 라데온 R9 290X는 레퍼런스 쿨러가 아닌 수냉 쿨링을 이용해 65도를 기록했으며 레퍼런스는 이보다 높은 94도를 기록한 바 있다.

전력 효율 개선된 지포스 GTX 980 Ti

소비전력 측정은 전체 시스템의 소비전력을 기준으로 측정했으며 3DMark Vantage를 동작할 때와 게임의 최대 소비전력을 비교했다. 실게 게임에서는 이 결과와 달라질 수 있으므로 상대적인 비교로 참고하자.

지포스 GTX 980 Ti는 기본 스펙이 지포스 GTX TITAN X에서 일부 줄어들었으나 TDP 스펙은 기존 하이엔드 GPU와 같인 250W로 설정됐다. 트랜지스터 집적도와 스펙 증가로 성능 향상이 이루어지고 있지만 전력 소모는 지포스 GTX 780 Ti 대비 조금 줄어든 전력을 소모했다. 기존과 같은 28nm 공정을 이용하지만 전력 효율이 향상된 맥스웰 아키텍처를 적용한 제품임을 알 수 있다.

실제 게임도 벤치마크에서도 3DMark와 유사한 결과를 보였다. 전반적인 전력 소모는 지포스 GTX 780 Ti 대비 조금 줄어든 전력을 소모해 성능 대비 전력 효율이 개선됐다.

안정적인 설계를 바탕으로 오버클럭 잠재력 기대

코어 1285MHz/ 부스트 1361MHz, 메모리 8040(2010)MHz로 OC

지포스 GTX TITAN X는 향상된 설계로 오버클럭이 잘되는 것으로 알려졌는데 지포스 GTX 980 Ti도 같은 GM200 GPU와 안정적인 설계로 오버클럭이 비교적 잘되는 편이다. 오버클럭을 통해 지포스 GTX TITAN X와 동급 또는 그 이상의 성능을 쉽게 달성할 수 있다.

기본 1GHz와 부스트 1075MHz, 메모리 7010 (1752.5)MHz에서 코어 1285MHz와 부스트 1361MHz, 메모리는 8040(2010)MHz로 오버클럭이 가능했다. 3DMark Fire Strike 스코어로 보면 레퍼런스 클럭 적용시 13624 스코어, 오버클럭은 15095 스코어로 약 11%의 성능이 향상됐다.

하이엔드 게이머가 선택 가능한 현실적인 플래그십 GPU

지포스 GTX 980 Ti, 6GB 메모리 탑재와 플래그십에 준하는 성능

지포스 GTX TITAN X는 맥스웰 (Maxwell) 아키텍처 기반의 새로운 GM200 GPU를 탑재해 최신 기술 지원과 전력 효율 개선, 지포스 GTX 980을 크게 압도하는 성능으로 고성능을 원하는 게이머들의 마음을 사로잡았다.

특히 데스크탑으로는 최대인 12GB 용량을 탑재해 고성능에 적합한 설계로 4K (UHD) 고해상도에서도 옵션을 타협하면 단일 GPU로 플레이 가능한 성능을 제공하는 등 플래그십 GPU다운 인상적인 모습을 제공했다.

오늘 살펴본 지포스 GTX 980 Ti도 같은 GM200 GPU를 탑재해 그에 못지 않은 높은 성능을 제공하면서 보다 합리적인 가격을 책정해 하이엔드 게이머가 선택 가능한 현실적인 플래그십 싱글 GPU로의 가능성을 제시했다.

지포스 GTX TITAN X에 성능은 조금 부족하지만 가격은 낮아져

하지만 지포스 GTX 980 Ti는 과거 지포스 GTX TITAN과 지포스 GTX 780 Ti의 상황을 다시 재현하는 모양세다. 지포스 GTX 780 Ti는 등장 당시 가격은 낮게 책정되면서 성능은 향상돼 먼저 출시된 지포스 GTX TITAN 사용자를 분노케 한 바 있다.

비록 지포스 GTX 980 Ti는 GTX TITAN X를 성능으로는 압도하지 못했지만 10% 이내의 체감하기 어려운 성능에 350달러 ($350) 낮은 649달러 ($649)의 보다 합리적인 가격이 책정됐기 때문이다.

물론 지포스 GTX TITAN X 사용자에게 지포스 GTX 980 Ti는 불편한 존재임에는 틀림없지만 높은 성능에도 불구하고 가격이 부담스러워 망설였던 게이머에게는 좋은 선택이 될 수 있을 것으로 보인다.

한편 엔비디아 지포스 900 시리즈 라인업이 구축된 가운데 AMD도 반격을 준비 중이다. 컴퓨텍스 2015 (Computex 2015)를 통해 등장한 차세대 라데온 R9 퓨리 (Radeon R9 Fury) 시리즈가 그것이다. 고대역 확보 가능한 HBM (High Bandwidth Memory)과 GCN (Graphics Core Next) 아키텍처를 향상한 Fiji GPU를 기반으로 한다. 성능은 구체적인 내용이 알려진 바 없으나 지포스 GTX 980 Ti와 경쟁 가능할 것으로 예상돼 하이엔드 그래픽카드 구입을 고려 중이라면 조금 더 기다려 보는 것도 좋을 것이다.