최신 게이밍 환경은 고성능 멀티코어 프로세서의 등장으로 안정적인 프레임(FPS) 유지율과 절대 성능의 향상이 이루어졌고 게임은 더 많은 코어에 최적화가 이루어지면서 더 높은 프레임(FPS) 확보가 가능해지고 있다. 

게임 내내 안정적으로 프레임이 유지된다면 원활한 게임이 가능하고 게이머는 그만큼 부드럽고 매끄럽게 게임을 플레이할 수 있게 된다. 하지만 모든 게임 환경이 그런 것은 아니며 게임 최적화나 CPU 및 그래픽카드(GPU)의 성능이 뒷받침되지 못한다면 원활한 게이밍 환경을 구성할 수 없게 된다.

여기에 프레임이 지속적으로 끊어지는 현상이 발생한다면 원활한 게임 플레이는 어려우며 이와 같은 여러 가지 불편한 현상들을 해결해야 비로소 게임을 안정적으로 플레이할 수 있다.

안정적인 게이밍 환경을 만드는 인텔 13세대 코어 프로세서

게임에서 발생하는 이러한 일련의 불편한 현상들은 고성능 CPU와 GPU를 이용하면 어느 정도 해결이 가능한 부분이지만 비용면에서 큰 지출이 필요하기도 하므로 항상 추천되는 것은 아니다. 주어진 상황에서 최적의 드라이버를 찾고 자신이 게임에서 사용하는 CPU와 GPU가 가진 성능을 최대한 활용하는 것이 중요하다.

물론 프레임 유지와 방어가 잘되는 CPU와 GPU를 선택하는 일도 중요하다. 그런 의미에서 인텔 프로세서는 최신 13세대 코어 프로세서로 변화를 거듭하면서 프레임 유지와 방어 등을 바탕으로 간헐적으로 끊어지는 현상을 최소화해 보다 안정적인 게이밍 환경을 만들어주는 하드웨어 중의 하나다.

원활한 게임에 필요한 것은? : 0.1% & 1% Low FPS와 프레임타임(Frametimes)

일반적으로 게임에서 평균 60 프레임(FPS) 이상을 안정적으로 유지하면 눈으로는 구분이 어렵다고는 하지만 원활한 게임은 평균 프레임(FPS) 유지만으로는 어렵고 0.1% Low FPS와 1% Low FPS, 최소 프레임(FPS)와 최대 프레임(FPS)을 비롯하여 프레임이 간헐적으로 끊어지는 현상인 스터터링(Stuttering)을 얼마나 줄여주는냐도 중요하다. 스터터링은 게임이 평균 60 FPS 이상으로 동작 중이지만 체감상으로 프레임이 훨씬 낮게 느껴지게 만드는 요인이다.

보통은 1초 간격으로 측정되는 프레임(FPS)을 FPS, 초당 프레임 수(Frame per Second)로 표현한다. 이는 1초에 60 프레임을 생성하는 것을 의미한다. 하지만 각 프레임을 표현하는데 소요되는 시간은 모두 다르며 어떤 게임이 평균 60 FPS의 성능이 측정되었다면 1초에 60장의 이미지를 그려냈고 1장의 이미지를 생성하는데 소요된 평균 시간(프레임 타임, Frame Time)은 16.67ms(1초/60)이다. 하지만 이는 평균 프레임 타임이고 실제로 각 이미지 렌더링 소요 시간은 차이가 있다. 일부 이미지는 30 FPS에 해당하는 33.33ms의 프레임 타임일 될 수도 있다. 이처럼 낮은 프레임 타임이 유지된다면 평균 FPS에 이르지 못하는 끊기는 현상이 발생하며 이를 스터터링이라 말한다.

13600K vs 12600K CPU, 0.1% Low FPS & 1% Low FPS & Average FPS

원활한 게임에서는 0.1% 하위 프레임(0.1% Low FPS)을 지키는 CPU가 중요하고 게임에서 0.1% 하위 프레임을 중요하게 바라보지만 게임용 CPU는 평균 FPS 유지율 외에도 1% 하위 프레임(1% Low FPS), 최소와 최대 프레임을 비롯하여 간헐적으로 끊어지는 스터터링도 중요하게 작용한다. 평균 프레임(FPS)과 0.1% 하위 프레임, 1% 하위 프레임 사이의 차이가 크다면 스터터링(잔렉)이 있다고 보면 된다. 0.1% 하위와 1% 하위 프레임은 최소 프레임만으로 확인하기 어려운 프레임 간격을 보다 세밀하게 살펴볼 수 있게 해준다. 이처럼 게임을 그려내는 전반적인 유지율이 안정적일 때 가장 최적의 게이밍용 CPU가 되는 것이다. 

게임용 CPU로 인텔 프로세서가 선택되는 이유도 바로 여기에 있다. 인텔 프로세서는 0.1% 하위 프레임과 1% 하위 프레임, 최소와 최대 프레임, 평균 프레임(FPS) 등 전반의 환경에서 스터터링을 최소화하면서 안정적인 게임 플레이 환경을 만들어주기 때문이다. 특히 인텔은 12세 코어 프로세서부터 13세대 코어 프로세서까지 고성능 P 코어(P-Core)와 고효율 E 코어(E-Core)를 조합한 고성능 하이브리드 아키텍처를 기반으로 12세대는 DDR5-4800MHz 클럭, 13세대는 DDR5-5600MHz를 지원해 향상된 CPU와 게임 성능을 기대할 수 있다. 이들 최신 CPU는 MS 윈도우 11(Windows 11) OS에서 최적의 성능을 낼 수 있다.

각 프레임을 렌더링하는 데 소요되는 시간, 프레임 타임(Frame Times, ms)

또한 간헐적으로 끊어지는 스터터링을 보기 위해서는 단순히 평균 FPS 측정만으로는 이를 구분하기 어렵다. 이를 위해 순간적인 프레임 드롭은 각 프레임을 렌더링하는 데 소요되는 시간, 프레임 타임(Frametime)을 데이터로 수치화하면 해당 시간 동안 얼마나 안정적으로 프레임을 구현해내고 있는지를 확인할 수 있다. 프레임타임 그래프의 간격이 좁고 일정하면 그만큼 스터터링(잔렉)이 적고 보다 원활한 게임을 플레이할 수 있는 환경인 셈이다.

프레임 타임은 다양한 소프트웨어(PresentMon 계열 AMD OCAT, NVIDIA FrameView, CapFrameX 등) 및 하드웨어 방식의 측정 툴을 통해 측정이 가능하며 이들은 게임 벤치마크를 진행하는 동안 생성되는 모든 프레임을 기록해 측정된 기본값으로 평균 FPS 외에도 그 이면의 숨겨진 데이터를 얻어낼 수 있다. 이 결과값들을 통해 해당 시간 동안 얼마나 안정적으로 프레임을 원활하게 유지하는지 평가할 수 있다.

0.1%와 1% 같은 결과값은 이들 측정 툴을 통해 측정한 모든 프레임 타임을 종합하여 백분위로 환산했을 때 하위 0.1와 1%에 각각 해당하는 결과이며 최종으로 나오는 결과는 프레임 타임을 FPS로 거꾸로 계산(역산)하여 성능 단위로 변환한 값이다. 하위 1%가 16.67ms(1초/60)면 60 FPS가 된다. 하지만 하위 1%에서 하위 0.1%까지 고려한다면 동일한 게임 환경에서도 편차가 커져 성능 양상을 확인하는데 어려워지므로 벤치마크 결과값은 보통 하위 1% 프레임과 평균 FPS를 표기해 보기 쉽게 정리한다.

인텔 12세대와 13세대 코어 프로세서 테스트 시스템

인텔 13세대 코어 i5 13600K/ 12세대 코어 i9 12900K & i7 12700K & i5 12400

ASRock Z790 Steel Legend WiFi 메인보드

ASUS ROG Strix GeForce RTX 4080 O16G OC D6X 16GB 그래픽카드

게임 성능 테스트에는 인텔 코어 i5 13600K(3.5GHz)와 코어 i9 12900K(3.2GHz), 코어 i7 12700K(3.6GHz) 코어 i5 12400(2.5GHz) CPU를 이용했다. 메인보드는 ASRock Z790 Steel Legend WiFi(Z790), SK하이닉스 DDR5-4800 16GB x 2, 메모리 클럭은 DDR5-5600MHz(CL40-39-39-84-115-2T, 1.25v), 그래픽카드는 NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti 24GB(FE Clock Boost 1860MHz), ASUS ROG Strix 지포스 RTX 4080 O16G OC D6X 16GB(FE Clock Boost 2505MHz), Seasonic Prime Gold GX-1300W Full Modular, 쿨러는 EVGA CLC280 일체형 수냉 쿨러, Intel 칩셋 드라이버 v10.1.18838.8284, 지포스 게임 레디(GeForce Game Ready) 526.98 WHQL 드라이버, MS 윈도우 11 Pro K 64bit 21H2(빌드 22000.1210)를 이용했다.

인텔 12세대와 13세대 CPU 게임 성능 : 0.1% & 1% Low FPS와 프레임 타임(Frametimes) 

MS 윈도우 11(Windows 11) OS에서 고성능 P 코어(P-Core)와 고효율 E 코어(E-Core)를 조합한 고성능 하이브리드 아키텍처 기반의 코어 i5 12600K와 13600K CPU, 12세대 코어 i5 12400, 코어 i7 12700K, 코어 i9 12900K CPU를 벤치마크를 통해 게임 성능을 살펴봤다. 이때 0.1% 하위와 1% 하위, 프레임 타임(Frametimes)의 결과값들도 비교했다.

[사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077)(상)/  배틀그라운드(PUBG)(하)]

인텔 13세대는 저전력 E코어 수 증가, 동작 클럭과 늘어난 캐쉬 메모리, DDR5-5600MHz 클럭의 시스템 메모리 클럭 향상 등을 바탕으로 12세대 대비 향상되었는데 사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077)과 배틀그라운드(PUBG) 게임에서 코어 i5 12600K와 코어 i5 13600K 사이에서 평균 프레임(FPS)의 차이 외에도 0.1% Low FPS와 1% Low FPS 전반에서 13세대 코어 i5 13600K의 성능이 향상됐다. 앞서 언급했듯이 0.1% 하위와 1% 하위, 평균 FPS에서의 간격이 좁을수록 스터터링(잔렉)에서 유리하며 하위 FPS와 평균 FPS를 높게 유지하면 그만큼 원활한 게임이 가능해진다.

[레드 데드 리뎀션 2(Red Dead Redemption 2)]

레드 데드 리뎀션(Red Dead Redemption 2)은 사이버평크 2077과 배틀그라운드와 다르게 코어 i5 12600K와 13600K 상의 평균 프레임 차이가 크지 않은 게임이다. 게임 벤치마크 과정 중 0.1% 하위와 1% 하위, 평균 FPS 측정에서 전반적으로 안정적인 프레임 유지는 13세대 코어 프로세서가 전반적으로 향상됐다. 이처럼 인텔 CPU는 0.1% 하위와 1% 하위, 평균 FPS를 경쟁사 CPU 대비 높은 FPS를 유지해 보다 원활한 게임이 가능하도록 해준다.

이번에는 12세대 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400의 3종 CPU를 기반으로 어쌔신크리드 발할라(Assassin's Creed: Valhalla), 사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077), 배틀그라운드(PUBG) 3종을 이용해 0.1% 하위, 1% 하위 프레임, 평균 프레임을 살펴봤다.

어쌔신크리드 발할라 0.1% 하위와 1% 하위 FPS, 평균 FPS

프레임타임(Frametiems) 그래프(상)/ 퍼센타일(percentiles) 그래프(하)

어쌔신크리드 발할라 베리언스 그래프

어쌔씬크리드 발할라는 CPU 성능을 살펴볼 수 있는 풀HD(FHD, 1920x1080) 해상도에서 코어와 클럭, 캐쉬 메모리 등의 차이에 따라 CPU 성능에 차이를 보인다. 0.1% 하위와 1% 하위, 평균  FPS 그래프, 프레임타임과 퍼센타일(percentile), 베리언스 그래프의 4가지를 CapFrameX를 통해 측정한 결과다.

프레임 타임(Frametime)은 간헐적으로 끊어지는 스터터링을 확인하기 위해서는 평균 FPS 측정만으로는 구분하기 어려우며 이를 위해 순간적인 프레임 드롭, 각 프레임을 렌더링하는 데 소요되는 시간을 데이터로 수치화하면 해당 시간 동안 얼마나 안정적으로 프레임을 구현하고 있는지를 확인할 수 있다. 프레임타임 그래프의 간격이 좁고 일정하면 그만큼 스터터링(잔렉)이 적고 보다 원활한 게임을 플레이할 수 있는 환경으로 보면 된다. 프레임 타임 그래프에서는 적은 시간으로 빠르게 처리한다는 의미로 낮을수록 유리하며 높을수록 좋은 FPS와 구분된다. 그래프의 각 부분에서 튀어 나온(폭이 넓은) 부분이 처리 시간이 느린 것으로 이때 끊김을 체감하며 이를 스터터링으로 본다. 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 프레임 타임 그래프가 안정적인 모습을 보인다.

퍼센타일 그래프는 느린 시간이 걸린 프레임타임만을 정리한 결과다. 각 프레임을 느리게 처리한 순으로 정렬할 때 상위 90%(하위 10%)부터 99.95%(하위 0.05%)까지에 해당하는 프레임타임이다. 낮을수록 적은 시간으로 빠르게 처리하며 좋은 성능이며 그래프가 들쑥날쑥하지 않고 평탄하게 낮은 값을 보여주면 스터터링이 적은 이상적인 결과를 의미한다. 99%(하위 1%)보다 오른쪽으로 갈수록 극단적으로 처 시간이 느린 하위값을 보이므로 그래프가 위로 솟아 오른다. 이는 순간적인 끊김 현상을 반영한 결과이기도 하지만 그만큼 측정 오차에 커진다는 것을 말한다.

베리언스 그래프는 연속한 두 프레임 간의 프레임타임 차이를 정리한 결과다. 스터터링이 심한 부분은 노란색과 빨간색 구간이다. 베리언스 그래프에서는 코어 수가 더 많은 코어 i9 12900K가 노란색과 빨간색 구간이 전반적으로 유리한 것으로 보이며 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 차이를 보인다.

사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077)의  CPU 성능을 살펴볼 수 있는 풀HD(FHD, 1920x1080) 해상도에서 코어와 클럭, 캐쉬 메모리 등의 차이에 따라 CPU 성능에 차이를 보인다. 성능은 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순이다. 0.1% 하위와 1% 하위, 평균  FPS 그래프, 프레임타임(frametimes)과 퍼센타일(percentile), 베리언스 그래프의 4가지 metime)는 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 안정적이다. 베리언스 그래프는 연속한 두 프레임 간의 프레임타임 차이를 정리한 결과로 스터터링이 심한 부분은 노란색과 빨간색 구간이다. 베리언스 그래프는 코어 수가 더 많은 코어 i9 12900K가 노란색과 빨간색 구간이 전반적으로 유리하며 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 차이를 보인다.

배틀그라운드(PUBG)의  CPU 성능을 살펴볼 수 있는 풀HD(FHD, 1920x1080) 해상도에서 코어와 클럭, 캐쉬 메모리 등의 차이에 따라 CPU 성능에 차이를 보인다. 성능은 어쌔신크리드 발할라와 배틀그라운드와 같이 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순이다. 0.1% 하위와 1% 하위, 평균  FPS 그래프, 프레임타임(frametimes)과 퍼센타일(percentile), 베리언스 그래프의 4가지 metime)는 코어 i9 12900K, 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 안정적인 모습을 보인다. 베리언스 그래프는 연속한 두 프레임 간의 프레임타임 차이를 정리한 결과로 스터터링이 심한 부분은 노란색과 빨간색 구간이다. 베리언스 그래프에서는 코어 수가 더 많은 코어 i9 12900K가 노란색과 빨간색 구간이 전반적으로 유리한 것으로 보이며 코어 i7 12700K, 코어 i5 12400 순으로 차이를 보인다.

게이밍을 위한 CPU, 0.1%와 1% Low FPS 외에도 프레임타임 고려해야 

일반적으로 말하는 원활한 게임 환경으로 보통 평균 60 프레임(FPS) 이상을 안정적으로 유지했을 때로 60 FPS 이상은 사람의 눈으로는 구분이 어렵다고들 한다. 일정 수준 이상의 높은 프레임을 꾸준하게 유지하는 것은 중요하지만 프로세서(CPU)와 그래픽카드(GPU) 성능은 한계가 있다. 현재는 120Hz 이상의 고주사율 모니터의 등장과 CPU 및 GPU 성능의 향상으로 4K 60 FPS 게이밍도 거의 정복이 된 상황이지만 게임 내의 프레임은 높으면 높을수록 좋다. 다만 주의해야 할 부분은 프레임이 간헐적으로 끊기는 현상, 즉 스터터링(Stuttering)이다.

초당 프레임 수(Frame per Second)로 표현하는 FPS는 1초 간격으로 측정되는 프레임을 말하는데 각 프레임에 소요되는 시간은 모두 다르며 각 이미지 렌더링 소요 시간은 차이가 있다. 이때 평균 FPS에 이르지 못하고 낮은 프레임 타임(Frametimes)이 유지된다면 간헐적으로 끊기는 현상이 발생하게 된다. 최소와 최대 프레임(FPS), 0.1 하위와 1% 하위, 평균 FPS도 중요하지만 게임 내내 끊기는 현상이 발생한다면 게임 플레이 자체가 어려워진다. 

스터터링은 동작 프레임보다 체감상으로 프레임이 훨씬 더 낮게 느껴지게 만드는 원인으로 작용되어 불펴한 게임 환경을 만드는 요인이다. 일반적으로 평균 프레임(FPS)과 0.1% 하위 프레임, 1% 하위 프레임 사이의 차이가 크다면 스터터링(잔렉)이 있다고 보면 된다. 0.1% 하위와 1% 하위 프레임은 최소 프레임만으로 확인하기 어려운 프레임 간격을 보다 세밀하게 살펴볼 수 있게 해주지만 절대적인 요소는 아니며 게임을 그려내는 전반적인 유지율이 안정적일 때 가장 최적의 게이밍용 CPU가 되는 것이다.

게임용 CPU로 인텔이 선택되는 이유, 안정적인 프레임 유지율과 프레임 방어

게임용 CPU로 인텔 프로세서가 선택되는 이유도 바로 여기에 있다. 인텔 프로세서는 경쟁 프로세서 대비 0.1% 하위 프레임과 1% 하위 프레임, 최소와 최대 프레임, 평균 프레임(FPS) 등 전반의 환경에서 스터터링을 최소화하면서 안정적인 게임 플레이 환경을 만들어주기 때문이다. 특히 인텔은 12세대 코어 프로세서부터 13세대 코어 프로세서까지 MS 윈도우 11(Windows 11) OS에서 최적화된 고성능 P 코어(P-Core)와 고효율 E 코어(E-Core)를 조합한 고성능 하이브리드 아키텍처를 기반으로 12세대는 DDR5-4800MHz 클럭, 13세대는 DDR5-5600MHz를 지원해 향상된 CPU와 게임 성능을 기대할 수 있다.

또한 간헐적으로 끊어지는 스터터링 측면에서도 인텔 CPU는 프레임(FPS) 방어가 잘되고 이를 보완해 보다 원활한 게이밍 환경을 만들어준다. 이와 함께 간헐적인 끊김을 방어하는 부분에서도 인텔 CPU는 전통적으로 안정화가 잘되어 게임에서 좋은 효과를 기대할 수 있다.