내장 GPU, CPU에 통합되며 성능과 기능 비약적 향상
내장 그래픽은 그동안 화면 출력이나 2D 그래픽 등의 2D 작업이 주를 이루어왔고 노스브릿지로 알려진 메인보드 칩셋의 한 부분에 포함되어 그 존재감이 크게 부각되지 못했다.
그러나 여러 시행착오를 거치면서 현재의 내장 그래픽은 과거와 비교하기 어려울 만큼 지원 기능뿐만 아니라 성능도 비약적으로 발전하고 있다. 특히 내장 그래픽은 최근들어 다양한 변화가 이루어지고 있는데 그것은 바로 노스브릿지에 통합되었던 내장 그래픽이 성능이나 지원 기능 향상을 포함하면서 CPU에 통합되기 시작한 것이다.
포화상태로 접어든 외장 그래픽 시장과 달리 내장 그래픽 시장은 데스크탑뿐만 아니라 노트북과 울트라북 등 여전히 큰 시장을 형성하고 있으며 앞으로도 발전 가능성이 높다.
노스와 사우스브릿지 투칩으로 구성된 메인보드 칩셋 (G45)
CPU와 내장 그래픽 (iGPU)의 통합 개념이 등장하면서 AMD와 인텔은 현재 많은 수의 통합 프로세서를 발표하고 있다.
이들은 꾸준한 업그레이드를 바탕으로 내장 그래픽의 성능뿐만 아니라 외장 그래픽이 갖고 있는 다양한 장점을 흡수하면서 저가 및 보급형 외장 그래픽을 위협하는 성능을 제공하기 시작했다. 이에 따라 AMD와 인텔 양사 모두는 통합 프로세서로의 전환에 전력을 기울일 것으로 전망된다.
오늘은 이처럼 많은 변화가 이루어진 내장 그래픽의 전환에 대해 살펴본 후 이들 내장 그래픽이 현재의 저가 및 보급형 외장 그래픽과 비교해 어느 정도의 성능 향상이 이루어지고 있는지를 보다 쉽게 파악할 수 있도록 내장 그래픽 성능 비교 차트를 통해 정리했다.
1세대 내장 그래픽 (iGPU)은 CPU와 별도로 구분
1세대 내장 그래픽 (iGPU), CPU와 구분되어 사용
1세대 내장 그래픽은 CPU와 구분되었으며 메인보드의 노스브릿지에 포함된 내장 그래픽 (GMCH) 컨트롤러를 통해 구현되었다. 따라서 기존 내장 그래픽은 메인보드의 노스브릿지와 종속되었으며 CPU와는 FSB나 QPI, 하이퍼트랜스포트 (HTT, HyperTransport) 등을 이용해 데이터를 교환했다.
메모리는 현재와 마찬가지로 시스템 메모리의 대역폭을 활용할 수 있도록 했으며 메모리 속도가 높은 제품을 사용할 때 성능이 향상되는 것도 기존과 같다. 그러나 현재의 CPU+GPU 통합 프로세서와 비교해 여러 단계를 거치면서 성능 저하가 발생했다.
1세대와 2세대를 잇는 1.5세대는 CPU와 GPU 통합 시도
1.5세대 정도로 볼 수 있는 인텔 내장 그래픽 (클락데일)
이후 CPU와 내장 그래픽을 통합하는 개념이 등장하는데 AMD에서 소개한 퓨전 (Fusion)이 그 시작이나 인텔이 클락데일 (Clarkdale)을 통해 먼저 구현했다.
인텔 클락데일은 CPU와 내장 그래픽 (GMCH) 컨트롤러가 포함된 노스브릿지를 하나의 다이에 MCM (Multi-Chip Module)으로 통합한 프로세서로 1세대 통합 프로세서와 사실 크게 다르지 않다. 그런 의미에서 1세대에서 조금 더 진화한 1.5세대 정도로 분류할 수 있다.
CPU와 GPU를 하나의 다이에 통합한 2세대 내장 그래픽
CPU와 GPU가 하나의 다이에 통합된 2세대 내장 그래픽
2세대 내장 그래픽은 이전 세대보다 유기적인 CPU와 GPU의 통합을 바탕으로 지연 개선을 통한 성능 향상, 메모리 동작 클럭의 전반적인 향상을 통해 내장 GPU의 성능과 지원 기능을 크게 개선했다.
인텔은 클락데일을 통해 CPU와 내장 그래픽 (GPU)을 통합함에 따라 통합 프로세서가 서서히 시장을 형성하기 시작했고 이후 2세대 코어 프로세서인 샌디브릿지 (Sandy Bridge)를 통해 CPU와 GPU를 하나의 다이에 완전히 통합했고 3세대 코어 프로세서인 아이비브릿지 (Ivy Bridge) 프로세서에서는 이를 바탕으로 성능과 지원 기능을 개선했다.
AMD는 샌디브릿지처럼 CPU와 GPU를 하나의 다이에 통합한 1세대 APU인 라노 (Llano)를 통해 구현했다. 인텔이 높은 CPU 성능에 낮은 내장 그래픽 성능을 제공했다면 AMD는 적정 수준의 CPU 성능에 높은 내장 그래픽 성능을 조합해 균형적인 시스템 성능 제공에 주력했다.
3세대 통합 프로세서는 아직 그모습을 드러내지 않고 있으나 2세대의 CPU와 GPU의 통합을 넘어 보다 유기적으로 통합한 프로세서로 진화할 것으로 예상된다.
느리지만 성능 향상이 이루어지는 저가 및 보급형 외장 그래픽
라데온 HD 6670/ 6570/ 6450 보급형 그래픽카드
내장 그래픽은 외장 그래픽과 달리 시스템 메모리 동작 클럭에도 영향을 받기 때문에 새로 등장하는 프로세서의 메모리 지원 클럭의 향상의 영향으로 점점 성능이 개선되었다.
인텔과 AMD의 초기 내장 그래픽은 노스브릿지에 통합되어 성능은 저가 및 보급형 외장 그래픽과 큰 차이가 있었다. 그러나 인텔이 먼저 클락데일 (Clarkdale)을 발표하면서 CPU와 GMCH를 통합하고 내장 그래픽의 성능도 개선했다.
이어서 AMD의 CPU와 GPU 통합 프로세서인 APU인 라노의 등장, 그리고 인텔도 2세대 코어 프로세서인 샌디브릿지와 아이비브릿지 프로세서를 발표하면서 내장 그래픽의 성능을 꾸준히 개선하고 있다. 차세대 CPU로 알려진 하스웰 역시 아이비브릿와 비교해 성능과 지원 기능을 향상한 내장 그래픽을 탑재할 계획인 것으로 알려졌다.
이에 따라 저가 및 보급형 외장 그래픽카드는 점차 내장 그래픽과의 성능 격차가 줄어들고 있으나 새로운 기술과 성능을 요구하는 시장을 반영해 느리지만 꾸준하게 세대를 거듭하면서 성능을 개선하고 있다.
저가 및 보급형 외장 그래픽을 위협하는 내장 그래픽의 등장
AMD 2세대 APU 트리니티 (Trinity) (A10-5800K, HD 7660D)
저가 및 보급형 외장 그래픽의 성능 향상이 더딘데 반해 내장 그래픽의 성능과 지원 기능은 CPU와 GPU가 통합되면서 비약적인 발전이 이루어졌다. 이에 따라 저가 및 보급형 외장 그래픽을 위협하는 내장 그래픽이 등장하기 시작햇다.
그 시작은 AMD로부터 진행되었으며 CPU와 GPU를 통합해 등장한 1세대 APU 라노 (Llano)는 출시 당시 저가 및 보급형 외장 그래픽에 보다 근접한 성능을 내줘 이들의 설자리를 점점 줄어들고 있다.
올해 발표된 데스크탑용 2세대 APU 트리니티 (Trinity)는 다시 한번 내장 그래픽의 성능을 도약하는 계기를 만들었다. 트리니티 내장 그래픽은 DX11 지원과 VLIW4 아키텍처 기반의 라데온 HD 7000 시리즈를 통합함으로써 보급형 외장 그래픽 시장을 더욱 압박하고 있다.
인텔도 샌디브릿지에서 아이비브릿지로 넘어가면 내장 그래픽 성능과 지원 기능 향상에 보다 중점을 두었다. 이를 통해 인텔은 1세대 라노 APU에 통합된 라데온 HD 6000 시리즈에 접근했고 일부 상위 아이비브릿지 내장 GPU는 트리니티 APU에 내장된 라데온 HD 7000 시리즈에 근접한 성능을 제공한다. 2013년 출시를 앞둔 하스웰은 DX11/ DX11.1 지원과 CPU 및 내장 그래픽 성능을 다시 향상하고 내장 그래픽의 도약이 예상된다.
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