1세대 RTX 그래픽 카드인 지포스 RTX 20 시리즈 대비 최대 두 배의 성능과
1.9배에 달하는 전성비를 갖춘 지포스 RTX 3080이 마침내 일반 판매를 시작하였다.
엔비디아에서는 이미 9월 초 행사를 통해 암페어 아키텍처와 RTX 30 시리즈에 대한
세부 내용을 공개하였고, 보드나라에서도 주요 내용을 다룬 바 있지만, 실제 제품 리뷰에 앞서 엔비디아의 암페어 아키텍처와
RTX 30 시리즈는 어떤 제품인지 간단히 정리했다.
엔비디아 RTX 30 시리즈, 최대 2배에 달하는 전성비와 성능
엔비디아는 RTX 30 시리즈의 효율과 절대 성능 개선을 위해 부동소수점과 정수 연산
병행 수행이 가능한 코어와 부동소수점 연산 전용 코어 블록의 2중 데이터 패스 기반으로 SM을 설계하고, 두 배로 늘어난
코어에 맞춰 L1 캐시 용량을 튜링의 96KB에서 128KB로 33% 늘려 전체적인 처리 성능을 높였다.
텐서 코어와 RT 코어도 성능이 올라갔다. 레이트레이싱과 딥러닝을 처리하는 이 두
프로세서는 2세대와 3세대로 업그레이드 되면서 튜링 대비 2배에 달하는 성능을 제공할 수 있게 되었다.
암페어에 탑재된 2세대 RT 코어는 시간 차이에 따른 모션 블러 현상을 계산하고 표현할
수 있도록 구조가 개선되어 기존 방식보다 레이트레이싱 모션 가속을 통해 처리속도가 최대 8배 빨라졌다.
엔비디아의 설명에 따르면, 블랜더를 이용한 모션 블러 효과를 더한 랜더링시 추가 작업
속도가 RTX 2080 Super는 약 5분인 반면 RTX 3080은 1분으로, 다섯 배 가까이 빨라졌다.
암페어의 SM 당 텐서 코어는 튜링 대비 절반으로 줄었지만 정밀도를 낮춰 성능을 크게
높이는 기술이 적용됐다. 기존 테슬라 계열의 뒤를 잇는 '엔비디아 A100 텐서코어 GPU'보다 처리량은 절반으로
줄었지만,그럼에도 튜링에 비해서는 최소 2배에서 4배까지 처리량이 증가했다.
아키텍처 개선 결과로 튜링 대비 암페어는 쉐이더 성능과 RT 코어 성능, 텐서 코어
성능은 각각 2.7배, 1.7배, 2.7배 상승했으며, 이에 따라 DLSS를 결합한 암페어의 레이트레이싱(RTX ON)
성능은 최대 1.7배 높아졌고, 비동기 컴퓨팅(Async)이 더해진다면 거의 두 배에 달하는 성능 향상을 이끌어 낼 수
있다는 것이 엔비디아의 주장이다.
한편, 울펜슈타인 영 블러드를 기준으로 셰이더와 RT 코어, 텐서 코어를 활용한(RTX
On) 레이트레이싱 처리시 튜링 아키텍처의 지포스 RTX 2080 Super는 13ms의 시간이 소요된다. 반면, 암페어
아키텍처의 RTX 3080은 그 절반 수준인 7.5ms의 시간이 소요되며, 셰이더와 RT, 텐서 코어의 동시 처리를 통해
RTX On 시간을 더욱 단축 시킬 수 있다.
결과적으로, 암페어 아키텍처의 지포스 RTX 3080은 RTX 2080 Super 대비
최대 두 배 가까운 레이트레이싱 성능을 발휘하며, RT 코어만 활용할 때나 텐서 코어가 조합될 때는 그보다 낮지만 170%
수준의 성능을 내준다.
한편, GPU의 대대적인 성능 개선을 뒷받침하기 위해 현재 발표된 지포스 RTX 30
시리즈 중에는 RTX 3080과 RTX 3090에는, 마이크론과 협력해 개발한 GDDR6X 메모리가 사용되었다.
이해하기 쉽게 비유하자면, GDDR6 메모리는 한 번에 1bit(0 or 1 표시)의
데이터만 전송 가능하지만, GDDR6X 메모리는 PAM4 신호 구조를 도입해 한 번에 2bit(00 or 01 or 10
or 11) 자료를 전송할 수 있게 된 것.
GDDR6X는 이러한 신호를 250mV 차이로 구분되며, 미세한 전압 차이로 인한 신호
간섭을 배재하고 신호 품질을 유지하기 위한 처리가 필요한 만큼, 결과적으로 동일한 데이터를 전송하는데 GDDR6 메모리는
500피코초가 걸리는데 비해 GDDR6X 메모리는 380피코초가 소요된다.
한편, 엔비디아는 전성비 개선을 위해 그래픽 코어와 메모리 전력 공급 레일을 분리 설계해
튜링 아키텍처 대비 전성비를 90% 더 높였으며, HDMI 2.1을 지원해 단일 케이블로 8K HDR 60Hz 출력이
가능해졌다.
또한, 타이거 레이크의 Xe 아키텍처 기반 GPU가 내장 그래픽 최초로 AV1 코덱을
지원한데 이어, 엔비디아 암페어 GPU는 외장 그래픽 최초로 AV1 코덱을 지원한다. 한가지 아쉬운 점을 꼽자면, 인텔과
엔비디아 모두 AV1의 인코딩 가속은 미지원 상태라는 점을 들 수 있겠다.
시스템의 레이턴시를 줄여주는 엔비디아 Reflex, 마이크로소프트가 엑스박스 시리즈 X/
S 콘솔에서 PC로 이식을 준비 중인 다이렉트스토리지(DirectStorage) 기반의 RTX I/O도 지원한다.
다이렉트스토리지 기술은 2021년내 개발자 프리뷰 공개를 목표로 하고 있으며, 실제
게임의 지원도 필요한 만큼 PC에서 RTX I/O 기술을 실제 활용하기까지는 아마도 상당한 시간을 기다려야할 것으로
판단된다.
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