Shader Model 3.0과 HDR 그 이상이 있다!, ATI Radeon X1000 시리즈 Page 4:: 보드나라

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전송 2005-10-26 00:00

[테크닉]
Shader Model 3.0과 HDR 그 이상이 있다!, ATI Radeon X1000 시리즈

1. 처음	2. Unified-Shader 아키텍쳐가 아닌 기존 방식
3. Shader Model 3.0과 업그레이드된 HDR 지원	4. 8개의 Vetex Shader / 16개의 Pixel Shader 엔진
5. 효율의 극대화, Ultra threading dispatch processor	6. Crossbar를 버리고 Ring Bus 아키텍쳐 채용
7. Adaptive Anti-Aliasing과 High Quality AF 지원	8. Radeon X1000 시리즈의 구성
9. 1600x1200을 넘은 2세대 CrossFire	10. 양보다는 질이다!!

4. 8개의 Vetex Shader / 16개의 Pixel Shader 엔진

8개로 늘어난 Vertex Shader 유닛

ATI R5xx GPU들은 이미 언급하였듯이 Vertex Shader와 Pixel Shader가 나누어진 방식이다. 이중 Vertex Shader는 이전 페이지에서 블록 이미지를 통해 확인할 수 있었듯이 R4xx 세대의 GPU들과 비교해본다면 두 개의 Vertex Shader 연산 유닛이 증가한 8개의 Vertex Shader 연산 유닛이 장착되어 있다.

따라서 기존 세대에 장착된 Vertex Shader 연산 엔진 보다 더 빠른 연산을 처리할 수가 있는데 Vertex Shader 연산 유닛 내부에는 32bit 데이터 4개를 동시에 처리할 수 있는 128-bit Vector ALU와 하나의 32bit 데이터를 처리할 수 있는 Scalar ALU가 포함되어 있다.

Vector와 Scalar ALU의 연산 정밀도는 기존 R420 등의 R4xx GPU들도 32bit 데이터 4개를 동시에 처리할 수 있는 128-bit Vector ALU와 32bit 데이터를 처리할 수 있는 Scalar ALU를 사용하고 있기에 연산 정밀도 부분에서는 기존 R4xx GPU들보다 진화된 것은 없다.

하지만 위에서 이미 언급하였듯이 Shader Model 3.0 규격의 지원으로 Shader 연산 인스트럭션 길이의 제한이 늘어났고 Dynamic Flow Contol이나 분기 루핑등을 지원하게 되어 있어 기존과는 차이가 있다.

ATI는 8개의 Vertex Shader 유닛을 장착한 R520 GPU의 처리 능력을 클럭당 2개의 정점을 생성해 낼 수 있다고 설명하고 있다. 이는 기존 6개의 Vertex Shader 유닛을 장착한 R4xx 세대가 1.5개를 생성해 낼수 있었던 것이나 R3xx 세대가 4개의 Vertex Shader 유닛을 장착하여 1개를 생성해 낼 수 있었던 것보다 빨라진 것이다.

그리고 한가지 언급할 것이 있다. 이것은 경쟁사인 nVIDIA가 GeForce 6 시리즈부터 지원하던 기능인데 Vertex Texture Fetch 라는 기능으로써 Displacement_mapping을 지원하기 위해서 사용되고 있지만 ATI의 R520 및 R5xx 세대들은 이 기능을 지원하지 않고 있다.

Displacement_mapping은 기존 노멀 매핑과 달리 텍스쳐에 저장되어 있는 정점에 대한 데이터에 따라 물체를 구성했내는것과 달리 해당 텍스쳐의 명암등에 따라 해당 물체를 구성시켜야 함으로 Vertex Shader 내에서 해당 텍스쳐를 읽어들여 정점 데이터를 만들어내는 Vertex Texture Fetch 기능이 필요하지만 ATI는 이 기능을 지원하지 않고 있어 Displacement_mapping을 지원하지 못하는것처럼 보일수가 있다.

ATI는 Displacement_mapping을 지원하기 위해 Vertex Texture Fetch 기능을 사용해야 하지만 이 기능을 사용하지 않고 Pixel Shader와 텍스쳐 유닛을 통해 정점 데이터를 계산해내어 Vertex Shader 쪽으로 데이터를 전달시키는 방식으로도 Displacement_mapping 기능을 지원하게 만들수 있다고 설명하고 있다.

Pixel Shader 유닛, 갯수는 그대로

R5xx GPU의 Pixel Shader 유닛은 기존 R4xx GPU 세대처럼 4개의 Shader 유닛이 하나로 합쳐진 쿼드 구성으로 만들어져 있으며 이것이 4개가 장착되어 있어 총 16개의 Pixel Shader 유닛으로 동작하게 되어 있다.

Pixel Shader 유닛의 갯수만 따저본다면 기존 R4xx 세대의 GPU와 다를 것이 없다. 기존 R4xx 세대의 최상위 제품인 R480 GPU도 16개의 Pixel Shader 유닛을 가지고 있기 때문인데 경쟁사인 nVIDIA가 GeForce 6 시리즈에서 7 시리즈로 넘어가면서 PIxel Shader 유닛을 24개로 확장시킨것과 비교한다면 Shader Model 3.0을 지원하게 만든 것을 제외하고는 별다른 차이가 없다고도 할 수가 있다.

하지만 R5xx 세대의 GPU들은 단순히 Shader 유닛이나 텍스쳐 유닛의 증가에 목표를 두고 개발한 것이 아니라 효율성을 높이는 방향으로 개발하였기에 같은 갯수의 Shader 유닛이 장착되어 있다고 하더라도 기존 세대와 경쟁 제품보다 더 높은 성능을 나타낼수 있다고 설명하고 있는 상태이다.

그래서 ATI는 R5xx GPU들의 특징을 Shader Model 3.0의 지원이나 HDR 랜더링 지원 이외에도 높은 효율성이라는 부분을 언급하고 있는데 효율성이란 부분은 동일 구성에서의 성능 차이로 쉽게 알수 있는 부분임으로 실제 샘플의 테스트를 통해 검증해 보도록 하겠다.

R5xx GPU들의 Pixel Shader 유닛은 위의 내부 블록 이미지에서 알수 있듯이 흐름제어 명령을 처리하는 Branch Execution 유닛을 포함하여 Vertex Shader와 마찬가지로 분기나 루핑, 서브 루틴등의 명령어를 처리할 수가 있는데 경쟁사의 그래픽 아키텍쳐와 달리 Branch Execution이 ALU 유닛에 종속되어 있지 않고 독립적으로 동작하게 되어 있다.

ALU의 경우 32bit 데이터 3개를 동시에 처리할 수 있는 Vector ALU가 두 개 장착되어 있으며 32bit 데이터 1개를 처리할 수가 있는 Scalar ALU가 두 개 장착되어 있다.

텍스쳐 주소 유닛과 텍스쳐 유닛은 기존 세대의 GPU와 달리 Shader 연산 코어 내부에 포함되지 않고 외부로 분리되어 있는 방식이 사용되고 있어 Shader 연산과 텍스쳐 처리에 대한 연산을 동시에 처리할 수가 있다. R520 GPU의 경우 Pixel Shader 유닛과 동일한 갯수의 텍스쳐 주소 유닛과 텟스쳐 유닛이 장착되어 있다.

R5xx 세대에 사용된 텍스쳐 유닛의 경우 FP Texture에 대한 필터링 기능은 제공하지 못하여 Mip Map만이 가능하지만 부족한 부분은 Pixel Shader를 통해 처리할 수가 있다. Pixel Shader 연산의 처리 능력은 한번에 두 개의 Vector 연산과 두 개의 Scalar 연산 그리고 분기와 텍스쳐 명령을 처리할 수 있게 되어 있다.