8800GTX or 8800GT SLI, DX10 게임을 위한 최고의 선택은? Page 2:: 보드나라

2. NVIDIA의 멀티 GPU 렌더링 기술 SLI

Voodoo SLI를 개선한 NVIDIA SLI

단일 시스템 상에서 다수의 그래픽 카드를 연결하는 시스템을 의미하는 SLI는 3D 연산 처리를 두 개의 그래픽카드에 분배하여 성능 향상을 도모하였던 3Dfx의 Voodoo2 를 통해 알려지기 시작했다. 그 당시만 해도 Voodoo가 제공하였던 Glide 모드는 당시에 인기를 끌었던 대부분의 3D 게임들에서 지원을 하였고 부드럽고 빠른 속도를 갖제공해주었기 때문이다.

지속적으로 후속 모델들을 선보였지만 오직 3D 성능 이외에 기본적인 화질이나 멀티미디어등의 부가기능에 대한 배려를 하지 않아 결국 2000년, NVIDIA에서 인수되었고 결국 NVIDIA는 GeForce 6600 시리즈를 출시하면서 더욱 개선된 SLI 기술을 선보이게 되었다.

1990년대 최고의 인기를 모았던 Voodoo2, SLI구성은 게이머의 로망 그 자체였다!

결국 NVIDIA가 3Dfx를 인수한 이후 Voodoo의 SLI를 자사의 GeForce 시리즈에 적용시킴으로써 부활시킨 것은 그만큼 Voodoo가 얼마나 앞선 기술력을 갖추었는지를 짐작케 할 수 있는 부분이라고 할 수 있다. 하지만 두 기업 모두 SLI라는 명칭을 사용하였지만 실제 그 의미하는 바나 작동 원리에서는 커다란 차이를 보였다.

동작 원리의 차이를 살펴보기 위해서는 우선 Voodoo에 사용된 SLI와 GeForce에 사용된 SLI의 약자가 서로 다르다는 점부터 인지해야 할 것이다.

Voodoo SLI - Scan Line Interleaving

GeForce SLI - Scalable Link Interface

위에서 볼 수 있듯이 Voodoo의 SLI는 하나의 화면을 만드는 주사선을 홀수와 짝수로 나누어 각각 개별적으로 연산하고 화면에 뿌려주는 단순한 방법으로 속도를 높히는 방식을 사용하였다.

이에 비해 NVIDIA의 SLI는 화면을 렌더링 하는 방식을 크게 두가지로 구분하였는데, 첫 번째는 각 프레임마다 GPU가 교대로 번갈아가면서 렌더링하는 AFR(Altemate Frame Rendering;대체 프레임 렌더링)과 두 번째는 하나의 프레임을 나눠 이를 각각 GPU가 분담해해 렌더링을 하는 SFR (Split Frame Rendering;분할 프레임 렌더링)이다.

이러한 렌더링 방식은 각기 장단점이 있기 때문에 게임이나 프로그램에 따라 다르게 적용을 해야한다. 일반적으로 어떤 렌더링 방식을 사용할지는 드라이버가 알아서 최적화를 시켜주며 물론 사용자가 임의로 변경도 가능하다.

AFR의 경우 프레임별로 GPU가 전담하는 방식이기 때문에 보다 구현이 쉽고 빠르다. 하지만 화면에 따라 렌더링 처리량에 차이가 발생할 경우 어떤 경우에는 GPU의 처리량을 넘어서 속도가 저하되고 또 어떤 경우에는 GPU가 아무것도 하지 않고 있는 경우도 발생하게 된다.

▲ 3DMark / 두 개의 GPU가
골고루 렌더링을 하고 있다.

▲ Far Cry / 두 GPU의 렌더링
처리량이 각기 디르다.

결국 이러한 부조화는 오히려 성능 하락을 가져오는 원인이 될 수 있는데, 위 예에서 볼 수 있듯이 3DMark의 경우 두 개의 GPU의 렌더링 처리량이 균등하게 뿌려주고 있지만 Far Cry의 경우 첫 번째 GPU에는 큰 부하가 걸리는 대신 두 번째 GPU는 상대적으로 처리량이 적는 모습을 보여준다.

즉, 많은 연산을 필요로 하는 3D 게임의 경우 두 개의 GPU의 렌더링 처리량이 균일하지 못하고 한쪽으로 몰리는 경향이 발생하는데 이 경우에 드라이버에서 AFR방식에서 SFR 방식으로 자동 교체된다. 결국 두 개의 GPU가 균일하게 렌더링을 처리함으로써 결론적으로는 단일 GPU에 비해 1.5배 이상의 성능을 이끌어 낼 수 있게 되는데, 다만 프로그램에 따라 완벽한 호환성을 제공하지 못하기 때문에 성능 향상폭이 적은 경우도 발생하게 된다.

NVIDIA의 멀티 GPU를 통한 그래픽 가속기능 SLI(Scalable Link Interface)

NVIDIA SLI는 그래픽 코어 (GPU)와 MCP 각각의 독점적인 소프트웨어 알고리즘과 전용 확장식 로직을 사용해 하나의 그래픽 솔루션 성능을 최고 2배까지 향상시키는 기술로써 GeForce 6600 LE에 최초 도입된 이후 GeForce 8800 Ultra에 이르기까지 꾸준히 지원되고 있으며 성능이나 안전성 모두 상당한 개선이 이루어 졌다.

NVIDIA SLI 기술은 3DMark, 언리얼 3 엔진, AqnaMark 3 등 여러 가지 그래픽 관련 어플리케이션에서 뛰어난 성능을 발휘하며 특히 최신 3D 게임에서의 성능 향상에 보다 초점을 두고 있다. NVIDIA는 게임에서 최고의 성능을 제공하기 위해 SLI 기술을 자동 실행하고 확장 성능을 최적화하는 광범위한 내용을 담고 있는 게임별 프로필을 제공하고 있는데, 현재 ForceWare 드라이버를 통해 560여가지가 넘는 게임 프로필이 제공되며 지속적으로 게임 리스트를 추가해나가고 있는 상황이다.

▲ NVIDIA가 공개한 게임별 SLI구성시 성능 향상폭 (출처 : SLIZone)

위는 NVIDIA에서 공개한 자료로 100% 신뢰할 수는 없지만, 그렇다고 해도 NVIDIA SLI 구성을 통해 얻을 수 있는 이점은 매우 크다고 볼 수 있다.

하지만 그럼에도 불구하고 일부 하이엔드 유저를 제외한 대부분의 사용자들에게는 거의 외면을 받아야만 했는데 이는 SLI 구성시 소요되는 비용대비 얻을 수 있는 성능 향상폭이 실제로는 매우 적었기 때문이다.

즉, SLI 구성을 위해 2배의 비용을 지불했음에도 불구하고 실제로 얻을 수 있는 성능 향상은 기껐해야 최대 1.5배 내외(이것도 상당히 많이 쳐준 것이다)에 불과하였고 초기에는 SLI 지원 게임의 부족, 드라이버의 불안정, SLI 지원 메인보드 칩셋의 부족등으로 인해 많은 실망을 했었던 것이 사실이다.

하이브리드 SLI? 3-way SLI?

NVIDIA의 SLI는 완성된 것이 아닌 지속적으로 보완 발전되어가고 있는 진행형이라고 보는 것이 맞을 것이다. 이를 위해 NVIDIA는 기존 SLI가 2개의 외부 그래픽 카드를 연결해 성능 향상을 이끌어 왔는데 차후에는 3개의 그래픽 카드를 연결한 3-way SLI나 혹은 내장 그래픽 코어와의 조합을 통한 하이브리드 SLI 등의 기술을 개발중에 있다고 알려져 있다.

3-way SLI 기술은 nForce 780i SLI 칩셋에서 구현이 될 예정인 SLI 기술로써 3개의 그래픽카드로 하나의 화면은 렌더링하는 멀티 GPU 렌더링 기술이라고 할 수 있다. 이는 NVIDIA가 이전에 선보였던 Quad SLI 구성에서 한 개의 그래픽이 제외된 것으로 이 기술을 사용하기 위해서는 3-way SLI를 지원하는 메인보드 및 브릿지 커넥터가 필요하다.

얼마전 해외에서는 nForce 680i SLI 메인보드를 기반으로 8800GTX를 이용해 3-way SLI 구성시 성능 측정한 결과를 대부분의 항목에서 2배 이상의 성능 향상을 보여주었는데, 차후 nForce 780i SLI 칩셋이 정식 출시되면 더욱더 많은 성능 향상이 기대된다.

한편 하이브리드 SLI는 기본적으로는 3-way SLI와 동일한 개념이지만 3개의 외부 그래픽카드를 구성하는 것이 아니라 2개의 외부 그래픽 카드와 내장 그래픽 코어가 조합된 방식이 사용된다.

NVIDIA는 이를 위해 11월중에 하이브리드 SLI를 지원하는 MCP78칩셋을 발표할 예정이다. MCP78은 하이브리드 SLI 지원 이외에도 DirectX10 지원, PureVideo HD, DVI 및 HDMI 출력, PCI-E 2.0 규격 지원, x19개의 Lane을 갖추고 있는 등의 특징을 제공한다.

현재까지 알려진 정보에 의하면 하이브리드 SLI의 동작 방식은 높은 데이터 처리량을 요구하는 3D 게임의 경우 외장형 그래픽 카드와 내장 그래픽 코어가 함께 동작해 렌더링 작업을 하며, 일반적인 2D 작업을 할 경우 외장형 그래픽카드는 동작을 멈춤으로써 전력 사용률 측면에서 보다 유리하게 작용할 수 있게 된다.

하이브리드 SLI 사용시 성능 향상폭은 GeForce 8400GS를 사용했을 경우 2배, GeForce 8600의 경우에는 1.3배의 성능 향상을 얻을 수 있지지만 GeForce 8800GTX 의 경우에는 거의 성능 향상폭이 없는 것으로 알려져 있다.