AMD는 라데온 RX 9070 시리즈 그래픽 처리장치를 설계하면서 ▲가격 접근성(More Accessible) ▲고해상도(Higher Resolutions) ▲성능 향상(More Performance) ▲쉬운 업그레이드(Easy Upgrades) 등 네 가지에 집중했다. 엔비디아 지포스 RTX 50 시리즈 그래픽카드가 성능은 뒤로하더라도 시장에서 높은 가격에 판매되어 소비자 부담이 크다. AMD는 틈새를 공략해 별도의 시장을 구축하는 게 목표다.

‘효율 개선’에 모든 것을 건 RDNA 4 설계

라데온 RX 9070 시리즈 그래픽카드는 변화하는 게이밍 환경에 초점을 뒀다. 과거 게임들은 3D 연산 기술로 그림자와 광원 효과를 적용해 자연스러운 세계관을 구축했다면, 최신 게임들은 자연스러운 빛 표현이 가능한 광선추적(레이 트레이싱) 기술을 적극 사용한다. 광선추적 기술은 실제 광원의 위치와 색상에 따라 사물의 ▲빛 반사 ▲그림자 형태 등을 실사 수준으로 표현한다. 다만, 빛 표현을 실시간으로 처리하기에 그래픽 처리장치에 걸리는 부담이 크다.

현재 그래픽 처리장치로는 광선추적 기술을 완전히 처리하는 데 한계가 있기에 대안으로 인공지능 기술을 쓴다. 먼저 광원 효과를 저해상도 처리한 후, 고해상도로 전환하는 과정에서 생기는 왜곡현상(노이즈)을 인공지능으로 보정하는 식이다. AMD는 라데온 RX 6000ㆍRX 7000 시리즈 그래픽카드에 광선추적 기술을 처리하도록 구성했지만, 성능 측면에서 아쉬움을 보였다.

라데온 RX 9070 시리즈 그래픽카드는 이 부분을 최대한 개선하는 데 집중했다. 그래픽 및 인공지능 연산 등에 사용되는 컴퓨트 유닛(Compute Unit)을 일부 새로 구성했기 때문이다. 컴퓨트 유닛 안에는 ▲3세대 광선추적 가속기(Ray-Tracing Accelerators) ▲2세대 인공지능 가속기(AI Accelerators) ▲개선된 미디어 엔진(Media Engine) 등이 탑재됐다. 새로운 장치를 앞세워 이전 세대 설계 대비 효율을 높이고 최적의 성능을 제공하는 데 초점이 맞춰졌다.

RDNA(Radeon DNA) 4 설계가 적용된 그래픽 처리장치(GPU)는 인공지능 가속 성능 향상 기술이 눈에 띈다. 정밀 연산을 위해 ‘3세대 매트릭스 가속기(3rd Matrix Accelerator)’를 도입했고, 숫자가 포함된 테이블의 직사각형 배열 행렬에서 작동하는 ‘파형 행렬 곱셈 누적 (Wave Matrix Multiply Accumulate)’을 도입해 효율을 높였다. 인공지능 학습 훈련에 쓰는 구조적 희소성(Structured Sparsity) 비율도 4:2로 조율, 전력 대비 성능을 개선했다.

AMD 측은 이전 세대 설계 대비 ▲반정밀도(FP16) 부동소수점 처리량 2배 ▲8비트 정수 처리량 4배 ▲반정밀도 희소성 처리량(FP16 with Sparsity) 4배 ▲8비트 정수 희소성 처리량(INT8 with Sparsity) 8배 등 차이가 있다고 강조했다. 1/4 정밀도(FP8) 포맷까지 추가했다.

광선추적(Ray-Tracing) 성능 개선을 위해 도입된 3세대 광선추적 가속기는 상자 하나에 8개 광선과 삼각형 하나에 2개 광선 연산을 지원한다. 이전 세대에는 각각 절반씩 연산 가능했다. 광선추적에 필요한 변환 작업을 셰이더가 처리하지 않고 전용 처리장치를 둬 그래픽 처리 부하를 줄였다. 이 외에도 비디오 메모리에 담긴 명령어를 비순차적 처리하는 구도를 도입했고, 광선 탐색 성능도 2배 높였다.

라데온 RX 9070ㆍRX 9070 XT의 성능은?

개선된 그래픽 처리장치 설계로 상품성을 갖춘 AMD 라데온 RX 9070과 RX 9070 XT의 성능을 확인해 봤다. 테스트는 ▲라이젠 9 7950X 중앙처리장치(CPU) ▲DDR5-6000 메모리 32GB ▲기가바이트 X670 어로스 엘리트 메인보드 등으로 구성된 시스템에서 진행됐다. 전원공급장치는 마이크로닉스 클래식 II 골드 1050W ATX 3.1을 썼다.

라데온 RX 9070 시리즈 그래픽카드는 기본적으로 GDDR6 비디오 메모리 16GB를 제공한다. 데이터 전송 능력에 영향을 주는 메모리 인터페이스는 256비트다. 전송 대역은 20Gbps(1초당 20기가비트)다. 성능 차이는 탑재된 칩 내에 적용된 ▲스트림 프로세서 ▲광선추적 가속기 ▲인공지능 가속기 ▲작동속도에서 드러난다. 라데온 RX 9070은 ▲스트림 프로세서 3584개 ▲광선추적 가속기 56개 ▲인공지능 가속기 112개 ▲작동속도 최대 2520MHz다. 라데온 RX 9070 XT는 ▲스트림 프로세서 4096개 ▲광선추적 가속기 64개 ▲인공지능 가속기 128개 ▲작동속도 최대 2970MHz다.

3D마크 파이어 스트라이크 익스트림(Fire Strike Extreme) 성능 측정 결과를 살펴보자. 그래픽 항목 기준으로 ▲라데온 RX 9070은 3만 518점 ▲라데온 RX 9070 XT는 3만 4729점을 기록했다. 라데온 RX 7900 GRE가 2만 8000점 정도의 성능을 갖춘 것과 비교하면 뚜렷한 성능 향상이 있다. 같은 테스트에서 지포스 RTX 4080은 3만 7000점~3만 8000점 수준의 성능을 제공한다.

이어 그래픽 부하가 더 걸리는 3D마크 타임 스파이 익스트림(Time Spy Extreme) 성능 측정 결과를 살펴보자. 그래픽 항목 기준 ▲라데온 RX 9070은 1만 2653점 ▲라데온 RX 9070 XT는 1만 4493점을 기록했다. 해당 테스트에서 라데온 RX 7900 GRE가 1만 2000점 수준의 성능을 제공한다. 라데온 RX 9070은 비슷하고 라데온 RX 9070 XT는 약 15% 정도 성능 우위를 보인다. 같은 테스트에서 지포스 RTX 4080은 1만 6000점 가량 성능을 제공한다. 그래픽 처리 부하가 큰 상황에서도 안정적인 성능을 제공하는 부분이 눈에 띈다.

광선추적 성능을 측정하는 게임테크벤치(GameTechBench)를 실행, 두 그래픽카드의 실력을 확인했다. 측정 결과 ▲라데온 RX 9070은 3669점 ▲라데온 RX 9070 XT는 4285점을 기록했다. 세부 항목을 보면 라데온 RX 9070은 ▲평균 프레임 61.1(1초에 61.1회 화면 깜박임) ▲최소 프레임 33.2 ▲최대 프레임 94.9다. 라데온 RX 9070 XT는 ▲평균 프레임 71.4(1초에 51.1회 화면 깜박임) ▲최소 프레임 54 ▲최대 프레임 107.1이다. 그래픽 처리장치에 부하가 발생하는 상황에서도 비교적 안정적인 화면을 그려낸다. 고해상도로 갈수록 초당 화면 처리 능력이 하락하겠지만, 인공지능 화면 생성 기술(FSR)로 일정 수준 보완 가능하다.

게임 성능을 확인하기 위해 검은신화 오공(Black Myth Wukong)을 실행했다. 최대한 성능을 내도록 ▲인공지능 화면 생성 기술(FSR) 활성화 ▲최고 그래픽 설정(울트라)을 적용했다. 해상도는 풀HD(1080p)로 설정했다. 검은 신화 오공의 테스트 결과를 보면 ▲라데온 RX 9070은 1초당 112 프레임 ▲라데온 RX 9070 XT는 1초당 127 프레임을 기록했다. 고해상도 설정을 하더라도 1초당 60 프레임 이상 성능을 낼 것으로 예상된다.

마지막으로 사이버펑크 2077 게임 성능 테스트를 진행했다. 풀HD 해상도에 ▲인공지능 화면 생성 기술(FSR) 활성화 ▲선명한 해상도 스케일링(네이티브 안티앨리어싱) ▲광선추적 활성화 ▲광선추적 반사 활성화 ▲광선추적 조명 설정 활성화 ▲최고 그래픽 설정(울트라) 등을 적용했다. 측정 결과 ▲라데온 RX 9070은 1초당 131.84 프레임 ▲라데온 RX 9070 XT는 1초당 188.38 프레임을 기록했다. 이 정도 성능이면 쾌적한 게이밍 경험이 가능하다.

고환율과 초기 공급이 변수

라데온 RX 9070ㆍRX 9070 XT는 라데온 RX 7900 XTXㆍXT와 RX 7900 GRE 사이에 위치한다. 이전 세대 최상위 등급을 대체하는 게 아니기에 다소 애매하게 느껴질 수 있지만, 가격 경쟁력으로 한계를 극복하고자 했다. AMD가 책정한 가격은 라데온 RX 9070은 549 달러(약 79만 4000원), 라데온 RX 9070 XT는 599 달러(약 86만 6200원)다. 경쟁하게 될 지포스 RTX 5070 급 그래픽카드 가격이 최대 180만 원이라는 부분을 고려하면 가격 경쟁력은 충분하다.

AMD가 지포스 RTX 40ㆍRTX 50 시리즈의 빈틈을 뚫고 국내 게이머들의 마음을 잡으려면 안정적인 공급이 필수다. 지포스 RTX 50 시리즈가 국내에서 공급난을 겪고 있는 현재 상황이 기회인 셈이다. 다만 1420원~1460원 사이를 오가는 환율이 변수다. AMD의 철저한 준비와 현명한 판단이 라데온 RX 9070 시리즈 그래픽카드의 성패를 결정할 것으로 전망된다.

IT동아 강형석 기자 (redbk@itdonga.com)