지난 8월, 엔비디아는 새로운 지포스 그래픽카드를 공개했다. 그 이름은 지포스 RTX. 단순히 성능을 높이는 것 이상으로 세간을 놀라게 한 것이 있었다면 바로 공개된 기술들이 아니었을까? 그 핵심은 바로 ‘빛’에 있었다. 기존에는 실시간 구현이 거의 불가능했던 레이트레이싱(Ray Tracing)을 실시간으로 가능하다고 호언장담한 RTX 그래픽카드다. 

새로운 그래픽카드는 그래픽 처리 구조를 다듬고 새로운 기술을 효율적으로 처리해 ‘그래픽을 재창조(Graphics Reinvented)’하자는 것에 목표를 두었다. 그동안의 그래픽카드는 새 기술을 도입하는 것보다 기본적인 연산 능력을 끌어올리는 데 초점을 맞춰왔는데, 이제 엔비디아는 뭔가 '변화'를 줘야 할 때라고 생각한 것 같다.

그렇게 탄생한 것이 지포스 RTX 20 시리즈다. 과연 그들의 도전은 성공할 수 있을까? 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION을 통해 차세대 그래픽 프로세서가 가진 진가를 확인해 보자.

튜링 아키텍처로 차세대 그래픽 대비

지포스 RTX의 핵심은 새로운 아키텍처에 있다. 엔비디아는 파스칼에 이어 튜링(Turing)을 공개했는데, 기존 구조와 달리 특정 연산에 특화된 코어를 탑재한 것이 특징이다. 바로 인공지능과 레이트레이싱(Ray Tracing)이다. 쿠다코어도 기존 부동소수점인 FP32(혹은 FP64) 위주의 연산에서 정수인 INT32 연산을 동시에 수행 가능하도록 변경했다. 

부동소수점과 정수 연산을 동시에 수행하게 되면서 그래픽 프로세서 자체의 자원은 빈틈없이 쓰이도록 했다. 그만큼 최적의 효율로 성능을 끌어올리겠다는 계산이다. 여기에 인공지능을 위한 텐서 코어(Tensor Core)와 레이트레이싱 처리를 위한 RT 코어를 탑재해 쿠다코어의 부담을 어느 정도 덜어낸다.

▲ 이것도 저것도 동시에 처리하는 것이 튜링 아키텍처의 특징

그래픽 처리 효율은 아키텍처의 개선과 함께 새로운 기술들이 도입되면서 더욱 돋보여지게 될 전망이다. 튜링 아키텍처에서는 가까운 거리의 오브젝트는 정밀하게 표현하고 먼 거리의 오브젝트는 디테일만 강조하는 방식으로 표현, 화질과 성능을 확보하는 방식의 메시 셰이딩(Mesh Shading)을 도입했다. 동일하게 반복되는 형태의 화면은 압축률을 크게 높여 처리 효율을 개선시키기도 했다.

▲ 인공지능에 필요한 추론과 학습은 텐서 코어가 담당한다

인공지능은 화질에 도움을 준다. 엔비디아가 보유하고 있는 인공신경망 NGX를 사용하게 된다. 지포스 RTX 그래픽카드가 본격적으로 이를 사용하는 것은 아니다. 개발사가 게임을 개발하고 해당 자료를 NGX에 등록하게 되면 인공지능은 학습과 분석을 통해 최적의 이미지를 다시 제안하게 된다. 이를 드라이버 단위에서 제공하게 되고 최종 사용자는 패치를 통해서 향상된 경험을 하게 되는 셈이다. 이는 계속 업데이트되면서 사용자가 꾸준히 최적의 화질을 경험하도록 만든다. 이 기술이 바로 DLSS(Deep Learning Super Sampling)다.

DLSS는 그래픽 프로세서의 자원을 적게 쓰면서도 최적의 화면을 구현하는 기술이다. 게임 개발사가 이를 적용해야 한다는 한계는 있지만 널리 보급만 된다면 게이밍 환경에 큰 변화를 가져올 기술이기도 하다. 과연 엔비디아가 어떻게 대응해 나갈지 귀추가 주목된다. 우선 약 30여 종에 달하는 게임이 향후 DLSS를 지원할 예정이다.

또 다른 변화의 중심은 레이트레이싱 기술이다. 말 그대로 빛을 처리하는 기술로 그동안 구현은 가능했으나 엄청난 컴퓨팅 성능을 요구하기에 실시간 환경(예: 게임)에서는 쓰기 어려운 기술로 분류되어 있다. 엔비디아는 RT 코어를 바탕으로 이런 레이트레이싱을 실시간 처리하도록 했다.

물론 아직 갈 길은 멀다. RT 코어를 채택했지만 여전히 완벽한 수준의 레이트레이싱 처리는 어마어마한 부하를 일으킨다. 때문에 이를 만회하기 위한 기술로 인공지능을 택했다.

지포스 RTX의 레이트레이싱은 우선 저해상도의 광원을 고해상도로 업스케일링하게 되고 그 과정에서 발생하는 노이즈를 인공지능이 분석해 깔끔히 처리하는 방식이다. 편법이라면 편법이지만 현재 지포스 RTX 그래픽 프로세서의 구조와 성능으로는 이것이 최적이라 판단했을 것이다.

강렬한 쿨러로 존재감 UP! ‘이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION’

이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION, 이름 그대로 강렬한 블랙 색상 쿨러가 돋보이는 그래픽카드다. 크기도 상당해서 장착 시 PC 케이스 공간을 확인할 필요가 있다. 후면에는 백플레이트를 장착해 두었다. 백플레이트는 기판이 휘는 것을 막아주고 거대한 방열판 역할도 해서, 존재 자체로도 후면의 열을 어느 정도 해소하는데 도움을 준다. 

▲ 큼직한 쿨러에 백플레이트까지 충실히 갖춘 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION

냉각장치 구성을 봐도 탄탄함이 느껴진다. 거대한 방열판 위에는 90mm 2개, 80mm 1개 구성으로 냉각팬이 장착되어 있다. 트리플 팬 구조는 그래픽 프로세서부터 전원부에 이르기까지 방열판 전체의 열을 효과적으로 배출하도록 돕는다. 기본적으로 냉각팬이 많으면 상대적으로 회전 속도를 낮출 여력이 있기 때문에 소음 대비 냉각성능 확보에 도움이 된다.

냉각팬은 또 온도에 따라 능동적으로 회전 여부를 결정하도록 설계됐다. 게임 가속이 이뤄질 때는 열을 빠르게 해소하기 위해 고속 회전하게 되며, 간단한 작업 등으로 그래픽 프로세서에 부하가 걸리지 않을 때는 냉각팬 회전을 멈춰 무소음 환경을 만들어준다.

▲ 엄청난 크기의 방열판과 구리 베이스, 히트파이프는 냉각 효율에 대한 기대감을 키워준다

방열판 크기와 구조도 탄탄하다. 우선 방열판 자체는 그래픽카드 기판 전체를 덮도록 되어 있다. 여기에 메모리와 전원부 부품 위에는 서멀패드를 부착해 방열판으로 열전도가 이뤄지도록 했다. 방열핀도 촘촘하고 이를 고정하는 베이스도 면적이 상당해서 안정적인 성능을 기대할 수 있다.

그래픽 프로세서가 맞닿는 면은 구리로 만들었다. 그만큼 열을 빠르게 받아 방열판 및 방열핀에 전달하는 데 효과적이다. 그 사이에는 8mm 두께의 히트파이프 5개가 지난다. 방열핀 전체를 지나도록 만들었기 때문에 열을 고루 전달할 수 있다.

기판 완성도 또한 높다. 그래픽 프로세서(TU104-400A)가 중앙에 위치하고 그 주변을 GDDR5 모듈 8개가 둘러싸는 형태다. 용량은 총 8GB로 전송 대역은 14Gbps, 작동 속도는 7GHz에 달한다. 메모리 인터페이스도 256비트이므로 고해상도 영역에서의 성능은 충분해 보인다.

전원부 구성에도 아쉬움이 없다. 총 10 페이즈에 달하는 전원부는 8+2 방식으로 그래픽 프로세서와 메모리에 충분한 전력을 전달한다. 캐패시터 일부는 탄탈륨을 적용해 효율과 안정성을 확보했으며, MOSFET도 칩 형태인 DrMOS(Driver-MOSFET)을 적용했다.

지포스 RTX 2080, 코드명 TU104-400A로 2944개 쿠다 코어와 텐서 코어 368개, RT 코어 46개 등으로 구성됐다. TDP는 215W지만 오버클럭이 이뤄진 파운더스 에디션이 225W이기 때문에 이보다 속도가 조금 높은 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION 역시 TDP는 이와 비슷하거나 조금 높을 것으로 예상된다.

작동속도는 기본 1515MHz인 것이 파운더스 에디션과 동일하지만 부스트 속도는 1815MHz로 파운더스 에디션의 1800MHz 보다 조금 높다. 물론, 기본형인 1700MHz 보다는 월등히 높다. 때문에 실제 게임을 즐길 때는 아쉬움이 없을 듯 하다.

▲ DVI 단자 대신 그 자리를 USB-C 규격의 버추얼링크가 차지했다

출력단자 구성은 이전 그래픽카드 대비 변화가 있었다. 지포스 GTX 1080 Ti처럼 DVI 단자가 사라진 것. 하지만 조금 다른 점이 있다면 USB-C 규격 단자가 추가된 부분이다. 버추얼링크(VirtualLink)라는 이름의 이 단자는 VR HMD 사용 시에 쓰인다. 독특한 이 단자를 포함해 디스플레이포트(DP) 단자 3개, HDMI 단자 1개가 추가 제공된다.

차세대 그래픽카드의 성능은?

▲ 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 GPU-Z 정보. 동일한 파운더스 에디션 그래픽카드보다 15MHz 더 높은 부스트 속도를 제공한다

이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION 성능을 알아보자. 성능을 확인하기 위해 지포스 GTX 1080와 별도로 GTX 1080 Ti를 어렵게 모셨다. 이 외에 프로세서는 코어 i9 7900X(3.8GHz 오버클럭), 에이수스 TUF X299 MARK I, DDR4-2400 32GB(8GB x 4), 저장장치는 인텔 730 시리즈 SSD 480GB와 750 시리즈 SSD 1.2TB 등(그 외 하드디스크)으로 이뤄져 있다. 파워서플라이는 시소닉 SS-1200XP다.

운영체제는 윈도 10 프로 64비트로 가을 업데이트(RS5)가 적용되어 있다. 그래픽카드 드라이버는 지포스 416.34 게임 레디 버전이다. 새 그래픽카드에 적용되는 RTX 기술 일부를 사용할 수 있는 조합이지만 DLSS를 제외하면 아직 이를 적극 지원하는 게임은 찾아보기 어렵다.

▶ 3DMark – Fire Strike

먼저 확인해 볼 그래프는 3DMark 내에 있는 Fire Strike 테스트 항목이다. 꽤 화려한 그래픽을 자랑하는데 DX11 기반으로 만들어졌다. 우리가 즐기고 있는 대부분 게임들이 이 DX11 명령어를 바탕으로 만들어지고 있다. 윈도 10부터는 DX12 명령어를 포함하고 있지만 아직 이를 적용한 게임 수가 많지 않다. 때문에 아무리 최신 그래픽 처리 기술과 능력을 갖춘 RTX 2080이라도 이 관문은 통과해야 한다.

테스트는 FHD(1920 x 1080) 기반인 스탠더드부터 QHD(2560 x 1440) 기반인 익스트림, UHD(3840 x 2160) 기반인 울트라까지 모두 적용했다. 하지만 시스템 사양에 따라 실제 체감할 수 있는 성능에는 차이가 있을 수 있다는 점 미리 안내한다. 결과치는 제품 성능을 가늠하는 데에만 쓰도록 하자.

이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 성능은 지포스 GTX 1080 파운더스 에디션보다 압도적으로 빠르고, 지포스 GTX 1080 Ti와 비교할때 약간 부족한 모습이다. DX11 기반 명령어 처리에는 GTX 1080 Ti도 여전히 강력하다는 것을 알 수 있다. 참고로 GTX 1080 Ti는 11GB GDDR5X 메모리(11Gbps)와 352비트 메모리 인터페이스를 갖췄다. 빠른 GDDR6 메모리를 썼더라도 8GB 메모리와 256비트 인터페이스로는 한계가 있을지도.

▶ 3DMark – Time Spy

3DMark 내에 있는 Time Spy 테스트도 진행했다. Fire Strike가 DX11 기반이라면 이건 DX12 기반으로 최신 그래픽 효과를 경험할 수 있다. 여러 효과들이 적용되어 있는 터라 어지간한 고성능 그래픽카드가 아니라면 명함을 내밀기 어려운 테스트이기도 하다. 여기에서는 QHD인 스탠더드, UHD인 익스트림 두 가지로 성능을 가늠해 보자.

결과를 보면 Fire Strike와 달리 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 성능이 GTX 1080과 GTX 1080 Ti를 앞서는 모습을 보여준다. 메모리 용량이나 메모리 인터페이스가 불리한 물리적인 스펙을 뛰어넘는 연산 처리 효율 향상이 빛을 보는 것이 아닐까 예상해 본다. 전반적인 성능은 지포스 GTX 1080 Ti보다 약간 높은 수준이다.

▶ Shadow of the Tomb Raider

지난 9월에 출시된 액션 어드벤처(?) 게임 Shadow of the Tomb Raider를 실행해 각 그래픽카드의 성능을 확인해 보자. 이 게임은 DX12 기반으로 만들어졌는데, 엔비디아가 공개한 RTX 기술 대응 게임 중 하나이기도 하다. 아쉽게도 아직 패치 미적용 상태로 RTX 기술에 대응하지 못하고 있는 상태. 패치를 적용하면 광원에 따른 그림자 처리가 자연스러워질 예정이다. RTX 기술에 대응하기 위해서는 일단 윈도 10 RS5 업데이트가 필요하다.

테스트는 모든 그래픽 옵션을 가장 높은 상태로 설정한 다음, 해상도에 맞춰 벤치마크 테스트를 구동한 결과치를 기준으로 했다. 열심히 구동한 결과를 보니 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 성능이 제법 두드러진다. 무엇보다 4K 영역에서 보면 지포스 GTX 1080 Ti 대비 더 나은 성능을 기대할 수 있다. 하지만 최고 그래픽 효과에서 4K 60fps를 구현하지 못했다. 대신 그래픽 옵션 일부를 조정한다면 더 나은 게이밍 체감이 가능해 보인다. 향후 RTX 기술 대응을 통한 향상도 기대할 수 있다.

▶ UE4 Infiltrator DEMO

에픽의 게임엔진 언리얼엔진 4로 구현된 UE4 Infiltrator DEMO의 벤치마크 테스트를 이어 진행해 본다. 엔비디아는 에픽과 긴밀한 협력을 통해 언리얼엔진 4에서 다양한 신기술을 경험할 수 있다는 점을 강조해 왔다. RTX 또한 마찬가지다. 게임 개발사의 선택 여부에 따라 RTX 기술들을 대거 접목할 수 있기 때문에 기본이 되는 이 테스트에 대한 결과가 기대된다.

테스트는 옵션을 변경하지 않은 기본 설정에서 이뤄졌으며 해상도만 변경된 상태다. 그렇기에 안티앨리어싱 옵션은 RTX 기술의 핵심 중 하나인 DLSS는 적용하지 않았으며, TAA(Temporal Anti-Aliasing)가 적용되어 있다.

테스트 결과를 보니 각 그래픽카드간 차이가 뚜렷하게 나타난다. 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION는 지포스 GTX 1080 Ti를 확연히 앞서는 모습을 보여준다. 본격적인 RTX 기술을 쓰지 않았지만 데이터 처리 효율이나 기타 외부 요소에 따른 성능 차이는 긍정적인 결과로 이어진다.

▶ Playerunknown’s Battlegrounds

마지막 테스트는 Playerunknown’s Battlegrounds. 이 게임도 엔비디아의 RTX 기술 대응 예정으로 향후 패치를 통해 더 나은 게이밍 환경을 제공할 가능성이 있다. 참고로 엔비디아 RTX 기술은 광원이 아니더라도 그래픽 처리 과정(래스터라이징)과 인공지능(DLSS) 대응 등이 폭넓게 포함된다.

게임 내 그래픽 설정은 모두 최고 옵션인 울트라에 둔 상태에서 해상도면 변경하는 식으로 테스트가 이뤄졌다. 지역은 사녹으로 최대한 동일한 환경 내에서 플레이한 결과를 바탕으로 프레임을 측정했다. 실제 환경과 다를 수 있으니 결과치는 참고만 하자.

측정해 보니, 이 결과도 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 성능이 압도적인 형태에서 마무리 되었다. RTX 2080이 경쟁대상인 전 세대 동급 그래픽카드보다 게이밍 환경에서 나은 성능을 기대할 수 있음을 예상할 수 있다. 하지만 역시나 최고 옵션에서 4K 60fps 정복은 불가능했다. 타 게임과 마찬가지로 그래픽 조정을 통한 60fps 도달에 초점을 맞춰야 한다.

다음 세대를 대비하는 준비물, 믿음직한 3팬의 우수한 쿨링능력

오늘 살펴본 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION은 믿음직한 3팬과 거대한 히트싱크 & 히트파이프를 통한 우수한 쿨링 능력을 확보했으며, 8+2 페이즈 레퍼런스 기판 구조를 그대로 따른 탄탄한 전원부를 보유하고 있다. 이를 바탕으로 한 높은 성능 잠재력이 매력인 제품이다. 

굳이 힘들게 오버클럭에 도전하지 않더라도 기본 오버클럭을 통해 레퍼런스보다 더 높은 성능을 맛볼 수 있고, 추가적인 성능향상을 원한다면 엔비디아가 제공하는 OC 스캐너를 이용하여 자동으로 세팅되는 최적의 오버클럭 값을 이용하면 된다. 의외로 이를 통한 성능 향상폭이 쏠쏠하다. 깔끔한 AS 처리로 유명한 이엠텍의 제품이라는 점도 장점이다. 

본문의 테스트 결과를 보면, 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION의 성능은 일부 DX 11 환경을 제외하면 모든 면에서 지포스 GTX 1080 Ti를 상회하는 모습을 보여준다. 특히 최신 기술인 DX 12 환경에서 더 앞선다. 만약 지포스 GTX 1080 이하를 보유하고 있는 사용자가 이엠텍 지포스 RTX 2080 BLACK EDITION을 구매한다면 엄청난 성능향상을 맛볼 수 있을 것이다.

물론 지포스 10 시리즈가 이전 세대인 지포스 900 대에서 넘어갈 때 보여준 파격에 비하면, 다소 아쉬운 부분은 있다. 하지만, 향후 RTX 고유의 스펙을 활용하는 레이트레이싱, DLSS가 본격적으로 적용되면 RTX 2080이 다른 그래픽카드와는 확연히 다른 아름다운 화면, 월등히 높은 초당 프레임 수를 확보할 수 있게 될 것이다.

기획 편집 송기윤 iamsong@danawa.com

글 사진 강형석 news@danawa.com

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