2. 효율을 높인 지포스 GTX 580
엔비디아 (NVIDIA) 지포스 GTX 580은 GF100의 특징을 유지하면서 실행유닛인 쿠다코어 (CUDA Cores)와 텍스처 유닛을 늘려 GF100의 완전체의 모습을 갖추었다. 여기에 더불어 그동안 문제가 된 전력효율 부분의 개선과 40nm 공정 안정화에 따른 수율 향상과 효율을 최적화한 것이 특징이다.
40nm 공정 적용된 GF110
[40nm 공정 GF110 GPU (좌)/ GF100 (우)]
지포스 GTX580의 GF110에 집적된 트랜지스터 수는 30억 개이며, 다이사이즈가 GF100의 530mm2에서 520mm2로 줄었다. 지포스 GTX 580에 사용된 GF110 GPU는 지포스 GTX 480의 GF100 GPU와 비교해 트랜지스터 레벨에서 재설계하여 와트당 성능비를 개선했으며, GPU의 각 블록은 전력누수가 낮은 트랜지스터와 고속의 트랜지스터를 바탕으로 전력효율을 높였다. 또, 많은 수의 트랜지스터를 수정해 더 높은 클럭과 더 적은 전력을 소모하도록 개선된 것으로 알려지고 있으며, 줄어든 다이사이즈가 이런 것들을 증명한다.
GF100의 완성판 GF110 GPU
[GF100의 풀버전인 GF110]
지포스 GTX 580에 사용된 GF110 GPU는 그동안 40nm 공정으로 만들어진 GF100 GPU가 수율 등의 문제로 풀스펙을 제공하는 버전을 제공해오지 못했으나 8개월 여가 지난 현재는 공정의 안정화 및 수율이 안정화되어 512 쿠다코어 (CUDA Cores)와 64 텍스처 유닛, 16 폴리모프 엔진, 64 텍스처 유닛을 제공하는 풀스펙 버전으로 등장했다.
페르미 (Fermi) 아키텍처의 구조는 라데온 HD 5000/ 6000 시리즈가 듀얼코어화된 구조를 통해 병렬 처리 능력을 높였다면, 쿼드코어화된 구조 (4 GPC, Graphics Processing Cluster, 범용컴퓨팅에서 16코어, 그래픽처리에서 4코어 활용)를 바탕으로 병렬 처리 능력 개선과 경쟁사보다 많은 수의 테셀레이션 유닛을 포함함으로써 DirectX 11과 테셀레이션 성능을 높이는데 주안점을 두고 있다. 또한, GPU로 CPU가 하던 일 일부를 돕는 GPGPU에도 최적화된 모습을 갖추고 있다.
경쟁사보다 2개 더 많은 4개의 래스터 엔진 (Raster Engines)과 16개의 폴리모프 엔진 (16 Polymorph Engines)에는 모두 16개의 테셀레이터 (Tessellator)가 내장되는데 지포스 GTX 480은 한 개의 SM 블록이 제거된 상태로 15개의 폴리모프 엔진으로 15개의 테셀레이터를 내장했는데 지포스 GTX 580은 16개 모두를 제공한다.
또한, GF110은 GF100과 마찬가지로 GPC 구조와 기가스레드 (GigaThread) 엔진을 개선하여 GT200이 한 번에 하나의 커널 프로그램을 실행했다면, 다수의 커널 프로그램을 동시에 실행할 수 있는 발전된 멀티 스레드 개념을 적용했다.
DX11 성능과 와트당 성능비 높인 지포스 GTX 580
GF110이 사용된 지포스 GTX 580은 GF100보다 1개 더 늘어난 16개의 테셀레이터와 효율을 높여 지포스 GTX 480보다 향상된 DirectX 11과 테셀레이션 성능을 제공한다.
지포스 GTX 580은 전력효율 부분과 40nm 공정의 안정화를 바탕으로 지포스 GTX 480이 가진 소비전력과 발열 문제를 어느 정도 해결해 최적화를 이루었고 이에 따라 와트당 성능비를 지포스 GTX 480보다 개선했다. 와트당 성능비는 1.3배에서 최대 1.4배를 제공하는 것으로 소개되고 있다.
지포스 GTX 580은 지포스 GTX 480보다 효율을 개선해 최대 1.1배의 향상을 이루었고 여기에 지포스 GTX 480 대비 증가된 32개의 쿠다코어 (CUDA Cores)와 4개 늘어난 텍스처 유닛 등을 바탕으로 향상된 클럭을 바탕으로 최대 1.3배 더 높은 성능 향상을 이룰 수 있을 것으로 알려지고 있다. 또, 지포스 GTX 580은 풀속도의 FP16 텍스처 필터링 지원 (64bit (FP16) GF110은 클럭당 4텍셀처리, GF100은 클럭당 2텍셀처리) 및 Z-Cull 효율과 래스터 엔진을 개선했다. 이에따라 과거의 게임들보다 새로운 세대 (DX10/ DX11)에서 더 높은 성능의 향상이 이루어질 것으로 예상된다.
쿨링 효율을 개선한 지포스 GTX 580
[Vapor Chamber 적용된 지포스 GTX 580 쿨링 솔루션]
지포스 GTX 580에는 지포스 GTX 480과 대부분의 그래픽카드들에 사용되고 있는 히트파이프가 아닌 Vapor Chamber 기술을 이용했다. Vapor Chamber 기술은 히트파이프와 같은 원리로 원통형 히트파이프와 달리 판형으로 얇고 넓게 만들어졌다.
Vapor Chamber 기술은 열원인 GPU로부터 받은 열을 Chamber 내부의 순수한 물이나 기타 액체가 액화에서 기화를 반복하고 순환해 열을 식혀주는 원리를 이용한다. Vapor Chamber 방식의 쿨링 솔루션은 사파이어 (Sapphire)나 기타 제조사들에서 자사에 맞는 전용 쿨링솔루션에 장착되고 있다.
지포스 GTX 580은 또, 지포스 GTX 480 등의 쿨링솔루션에 적용된 쿨링 팬이 높은 동작 RPM이 적용되는 등으로 쿨링 효과는 높아졌지만, 높은 소음을 동반한 것을 고려해 이전보다 더 조용하면서 높은 쿨링 성능을 이끌어내도록 쿨링솔루션을 개선했다. 쿨링 팬은 진동과 노이즈를 줄였고 새로운 팬 컨트롤 알고리즘으로 속도 증감에 따라 부드러운 동작으로 소음을 줄여준다.
3D 비전과 3D 비전 서라운드, 블루레이 3D 지원
[3D Vision과 블루레이 3D]
[3D Vision 지원하는 게임 타이틀 : CoD : Black Ops]
엔비디아 지포스 시리즈는 아바타 영화로 가속화된 3D 지원면에서 비교적 오랫동안 지원해온 3D 비전 (3D Vision)을 바탕으로 다양한 게임 타이틀과 영상을 가속해주며, 3D 웹 스트리밍 지원 등도 이루어지고 있다. 또한, 지포스 400 시리즈와 지포스 GTX 580은 HDMI 1.4a 규격 지원으로 블루레이 3D (Blu-Ray 3D)를 지원해 3D 지원 영상 타이틀 가속 지원도 가능하다. .3D 지원 비디오 플레이어로는 파워DVD (PowerDVD)로 잘 알려진 사이버링크 (CyberLink)와 윈DVD (WinDVD)로 알려진 코렐 (Corel) 등이 있다. 또, 7.1채널 오디오 코덱을 내장하여 Dolby TrueHD와 DTS HD Matser Audio도 지원한다.
3D 비전과 더불어 모니터를 확장하여 보다 효과적인 게이밍 환경을 구현할 수 있도록 3대의 모니터를 통해 3D 비전 기술을 지원하는 3D 비전 서라운드 (3D Vision) 등과 멀티 모니터 확장을 바탕으로 게임에 더욱 몰입할 수 있게된다. 3D 디스플레이 최대 지원 해상도는 7680 x 1600 (3개의 2560 x 1600 LCD)이며, 디스플레이 구성은 랜드스케이프 (Landscape, 풍경)와 포트레잇 (Portrait) 모드를 선택할 수 있다.
GPU로 가속되는 PhysX 물리엔진
지포스는 8 시리즈 이후 CUDA 기술을 지원해 GPGPU 기술을 경쟁사보다 적극적으로 활용하고 있고 이를 지원하는 다양한 게임들과 소프트웨어들이 등장하고 있다. 또한, CUDA를 바탕으로 GPU 가속되는 PhysX 물리엔진을 제공해 게임에서 보다 현실 세계에서 느낄 수 있는 물리효과들을 구현하여 게임의 몰입도를 높여준다.
진보된 파워 모니터링
[6/8핀과 PCIe 12V 레일 전압 실시간 측정으로 전력관리 개선]
지포스 GTX 580은 6핀과 8핀, PCIe 3개의 12V 레일의 12V 전류값을 모두 측정해 구해진 전력값을 바탕으로 미리 저장된 전력량을 넘어설 경우 자동으로 클럭을 다운시켜 과도한 스트레스 테스트로부터 메인보드와 그래픽카드를 보호하는 기능을 제공한다. 과전류가 해결되면 즉시 클럭은 복귀된다. 이 기능은 일반 게임 등에서는 적용되지 않고 주로 OCCT와 Furmark 등과 같이 GPU에 부하를 크게 줄 수 있는 프로그램에서 동작이 이루어지며, 스타크래프트2 대기화면에서의 그래픽카드 손상 등의 문제를 보였던 상황을 어느 정도 방지할 수 있을 것으로 보여진다.
엔비디아는 현재 기능 자체에 락을 적용했고 이후에는 변화될 가능성이 있으며, 더 많은 테스트들을 통해 실제 게임 등에도 적용할 것으로 예상된다.
하지만, Furmark나 OCCT 등으로 오버클럭 안정성을 테스트했던 기존의 그래픽카드들과 달리 GPU 부하에 따른 제한이 있기 때문에 이를 이용한 오버클럭 안정성 테스트는 어려워보인다. 이러한 변화는 오버클럭을 어느 정도 제한하는 것으로도 볼 수 있기 때문에 안정성을 선호하는 유저 입장에서는 긍정적인 부분일 것이고 오버클럭을 선호하는 유저 입장에서는 부정적인 부분으로 이에 따른 장단점이 있다.
지포스 GTX 580과 함께 2종의 DX11 및 테셀레이션 데모 공개
[Endless City DX11 Demo]
[Aliens vs Tringles DX11 Demo]
엔비디아는 지포스 GTX 580 출시에 앞선 제품 소개 자리에서 DX11과 테셀레이션의 특징들을 제공하는 데모 2종을 공개했다. Endless City와 Aliens vs Tringles 데모는 초당 20억개 이상의 트라이앵글을 처리할 수 있는 지포스 GTX 580과 DX11과 테셀레이션의 특징을 잘 표현하고 있다. 2종의 데모는 이전의 시리즈가 그러했듯이 지포스 GTX 580의 출시이후 엔비디아 홈페이지 또는 각 제조사들이 데모 파일을 제공할 것으로 예상된다.
AMD와 NVIDIA 제품군 비교
지포스 GTX 580은 지포스 GTX 480의 풀스펙인 GF110 GPU를 사용하며, 공정 안정화와 트랜지스터 최적화를 바탕으로 전력 효율과 와트당 성능비를 높였고 하이엔드 싱글 GPU 라인업 중 가장 높은 성능의 지포스 GTX 480의 뒤를 잇는다. 쿠다코어와 텍스처 유닛의 증가가 이루어지며, 메모리 인터페이스와 ROP 수는 기존과 같고 메모리 클럭 증가에 따라 메모리 대역폭이 증가되어 경쟁 제품대비 고해상도와 AA/ AF 적용시 성능 저하를 줄일 수 있을 것으로 예상된다. DX11과 테셀레이션 처리 성능 역시 16개의 테셀레이터 내장으로 향상되고 있다.
지포스 GTX 580의 가격은 지포스 GTX 480과 같은 499달러 ($499, 단순 환율계산 55만원 대)로 알려져 있다. 국내에서는 가격이 인하된 지포스 GTX 480보다 높은 60만원 초반 이상의 가격대로 등장할 것으로 보여지며, 듀얼 GPU 기반 라데온 HD 5970 2GB보다 낮은 가격대를 형성할 것으로 예상된다.'
열설계전력인 TDP는 지포스 GTX 480이 250W였는데 지포스 GTX 580은 이보다 낮아진 244W 스펙을 제공한다. 듀얼 GPU 기반인 라데온 HD 5970은 아이들 42/ 로드 294W로 이들보다 더 높은 TDP 스펙을 가진다. 실제 소비전력은 이후 결과를 통해 확인할 것이다.
지포스 GTX 580은 지포스 GTX 480을 이어 엔비디아 싱글 GPU 중 가장 높은 성능을 제공하며,
DirectX 11과 테셀레이션과 게이밍 성능 개선 및 전력효율 및 와트당 성능비가 증가되었다. 또한, 기존처럼 GPGPU에 보다 최적화된 모습을 보여주고 있으며, 범용컴퓨팅의 확장성도 GTX 200 시리즈들보다
크게 개선하고 있다. 지금까지 살펴본 지포스 GTX 580의 스펙을 정리하면 아래와 같다.
- DirectX 11과 GPGPU에 보다 최적화된 아키텍처
- 테셀레이터 및 멀티스레딩 능력 강화
(동시실행 능력)
- GT200 대비 최대 8배 향상된 지오메트리 성능
- PhysX 최대 2.5배, AI 및 Ray-Tracing
처리 향상
- 쿠다코어 512 (GTX 580 512/ GTX 470 448/ GTX 480 480)
- 40nm 공정 및 GDDR5 메모리
사용
- 고클럭 GDDR5 메모리 사용 및 에러정정 기능 포함
- 텍스처 처리 유닛 64개, 텍스처 처리향상 (GTX 580 64/ 480
60/ 470 56)
- 32x CSAA 및 TMAA/ AA의 효율적인 처리 및 성능 향상
- Render Back-Ends
(ROP) 유닛 48 (GTX 580 48/ 480 48/ 470 40)
- 전력관리 개선 (클럭 및 전압 스위칭, GDDR5 클럭 및
전압 감소)
지포스 GTX 400 시리즈와 GTX 200 시리즈에 대한
내용은 드디어 출시된 엔비디아 Fermi, 지포스 GTX 400 완벽 분석기사와 게임을 넘어서는 GPU, NVIDIA GeForce GTX 200 시리즈
기사를 참조하자.
HD 5800 시리즈와 HD 4800 시리즈에 대한 내용은
지난 기사인 [이론편] 공정으로 압도하는
RV770. ATI Radeon HD 4800 시리즈와 [이론편] Over the GeForce!
라데온HD5800의 모든것 기사를 참조하자.
