레퍼런스 Leadtek WinFast GTX 280 1GB로 알아보는 GTX 280 성능편 Page 4:: 보드나라

4. 테스트 사양, 쉐이더 및 텍스처 처리능력

새로 등장한 GeForce GTX 280은 기존 세대의 제품들보다 더 늘어난 240개의 프로세싱 코어와 텍스처 처리 능력을 갖춘 만큼 여기서는 3DMark06과 DirectX 10 지원 3DMark Vantage의 Feature Test를 통해 쉐이더 및 텍스처 처리능력을 기존 그래픽 카드들과 비교해보았다.

테스트 시스템

테스트를 위해 아래와 같은 환경을 구성하였다.

CPU	Intel Core2 Extreme QX6850 (Quad-Core, 333 x 9) Intel Core2 Duo E4600 (Dual-Core, FSB800, 2.40GHz)
MainBoard	GIGABYTE GA-EX38-DS4
Chipset	Intel X38 Express + ICH9R
RAM	Corsair PC2-6400 2GB (1GB X 2EA)
VGA	GeForce GTX 280 Ref. 1GB (코어 602/ 메모리 2218MHz)GeForce 9800 GX2 Ref. 1GB (코어 600/ 메모리 2000MHz)GeForce 9800 GTX Ref. 512MB (코어 675/ 메모리 2200MHz)GeForce 8800 GTX Ref. 768MB (코어 575/ 메모리 1800MHz)Radeon HD 3870 X2 Ref. 1GB (코어 740/ 메모리 1800MHz)
HDD	Western Digital Raptor SATA 36GB 10000RPM Seagate Barracuda 7200.11 SATA2 1000GB 7200RPM
ODD	SAMSUNG TSST SH-S203P (DVD RW)

OS	Windows Vista Ultimate K SP1 32bit
DirectX	DirectX 9.0c/ 10
Chipset Patch	Intel inf 9.0.0.1008
VGA Driver	NVIDIA ForceWare 177.34 (GTX 280) ForceWare 175.16 (9800 GX2/ 9800 GTX/ 8800 GTX)
VGA Driver	AMD ATI Catalyst 8.5 (Radeon HD 3870 X2)

테스트 시스템은 인텔 코어2 익스트림 QX6850을 3D 성능 및 인코딩 테스트에 사용했고 코어2 듀오 E4600은 HD 영상 가속시 CPU 점유율 확인에 사용했다. 메모리는 Corsair PC2-6400 1GB 2개를 사용하며, DDR2-800을 설정하여 테스트를 진행하였다. 동작 클럭은 모두 기본으로 설정했고 메모리 타이밍은 CL5-5-5-15, 2T를 이용하였다. 운영체제는 윈도우 비스타 SP1 32bit, HDD는 SATA 방식 WD Raptor 36GB 10000RPM과 Seagate Barracuda 7200.11 SATA2 1000GB 7200RPM HDD 두 개를 사용하였다.

3DMark06의 Shader 연산 성능 비교

3DMark06 Feature Test	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX	GF 8800 GTX	Radeon HD 3870 X2
Pixel Shader (fps)	968.900	977.000	565.143	499.050	721.056
Vertex Shader Simple (Mvertices/s)	250.472	480.304	280.177	232.477	753.932
Vertex Shader Complex (Mvertices/s)	121.856	232.248	136.041	104.697	365.525
Shader Particles (SM3.0) (fps)	185.598	98.078	100.040	134.989	174.948
Perlin Noise (SM3.0) (fps)	316.189	343.239	195.098	159.450	360.091

3DMark06은 Vertex 및 Pixel Shader를 테스트할 수 있고 Shader Model 2.0 기반으로 구현되고 물리엔진을 GPU를 통해 처리할 때의 성능을 살펴볼 수 있는 Shader Particles와 Shader Model 3.0 기반의 산술 연산과 텍스처 관련 연산 비율을 확인할 수 있는 Perlin Noise 테스트가 포함되어 있다.

GeForce GTX 280은 픽셀 쉐이더 처리 부분은 듀얼 GPU인 9800 GX2에 근접하는 성능을 보여주고 있으며, Vertex Shader Simple/ Complex에서는 싱글 GPU 수준의 처리 성능을 보여주었다. GPU를 이용한 물리엔진 처리 성능을 살펴보는 Shader Particles 부분 역시 늘어난 프로세싱 코어와 CUDA를 이용한 PhysX 물리엔진 가속 성능 향상, 내부 성능 개선에 의해 경쟁사의 듀얼 GPU를 넘어서는 처리 성능을 보여주었다. 9800 GX2의 경우는 오히려 싱글 GPU보다 낮은 처리 성능이 나타나는 문제를 보였다. 산술 연산과 텍스처 관련 연산 비율을 확인할 수 있는 Shader Model 3.0 기반의 테스트인 Perlin Noise에서 역시 앞서의 Shader Particles에 이어 듀얼 GPU에 근접하는 처리 성능을 보여주고 있다.

텍스쳐 필터링 성능 비교

3DMark06 Feature Test	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX	GF 8800 GTX	Radeon HD 3870 X2
Fill Rate - Single Texturing (Mtexels/s)	14653.230	9885.184	5415.652	6899.739	11382.772
Fill Rate - Multi Texturing (Mtexels/s)	44710.998	55426.376	31797.455	18018.419	25396.896

이번에는 3DMark06의 GPU를 통해 처리할 수 있는 턱스처링 작업을 얼마나 빠르게 처리할 수 있는지를 확인할 수 있는 테스트인 Fill Rate 싱글과 멀티 텍스처링 작업이다. 텍스처 유닛의 수에 따라 성능 차이가 발생할 수 있는 테스트로 Shader 유닛의 성능에 크게 영향을 받지 않는다.

GeForce GTX 280은 싱글 텍스처링 작업에서는 듀얼 GPU를 넘어서는 처리 성능을 보여주고 있으며, 멀티 텍스처링에서 역시 경쟁사의 듀얼 GPU나 9800 GX2에 근접한 처리 성능을 보여준다. 이는 텍스처 필터링과 어드레싱 유닛을 1:1 (80:80)으로 구성하고 텍스처와 쉐이더 비율을 개선하는 등의 텍스처 처리 능력 개선이 이루어진 결과라고 볼 수 있다.

3DMark Vantage Shader 연산 성능 비교

3DMark Vantage Feature Test	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX	GF 8800 GTX	Radeon HD 3870 X2
Parallax Occlusion Mapping (Complex Pixel Shader) (fps)	30.67	21.21	11.81	10.47	16.19
GPU Cloth (fps)	26.96	19.92	21.75	20.37	9.64
GPU Particles (fps)	36.80	25.89	25.81	26.91	17.46
Perlin Noise (Math-Heavy Pixel Shader) (fps)	55.29	43.43	24.15	22.63	45.36

3DMark Vantage는 3DMark06을 이어가는 벤치마크 프로그램으로 윈도우 비스타에서 지원하는 DirectX 10 전용 프로그램이다. 이에 맞게 픽셀과 버텍스, 지오메트리 쉐이더 처리 및 스트림 아웃 등의 DirectX 10 지원 테스트들이 포함되고 있으며, Shader Model 4.0을 지원하고 있다.

Parallax Occlusion Mapping (POM)은 기하학적인 계곡과 물줄기, 광원 효과에 따른 표현으로 이전보다 더 복잡한 픽셀 쉐이더 처리를 진행하며, GPU Cloth는 바람에 흔들리는 깃발을 실시간 렌더링하여 GPU의 버텍스 쉐이더와 지오메트리 쉐이더, 스트림 아웃의 성능을 볼 수 있다. GPU Particles 테스트는 작은 입자들이 모이고 흩어져 사람의 형상을 만드는 과정을 표현하며 GPU는 작은 입자들의 물리적인 움직임 효과와 스트림 아웃, 버텍스 쉐이더의 처리 성능을 볼 수 있다. Perlin Noise 테스트는 3DMark06보다 더욱 복잡해진 처리로 더 높아진 쉐이더 처리 능력을 필요로 한다.

GeForce GTX 280의 4가지 테스트 모두는 싱글 뿐만 아니라 듀얼 GPU 구성의 9800 GX2와 HD 3870 X2의 처리 성능을 모두 뛰어넘을 정도로 픽셀과 버텍스, 지오메트리 쉐이더, 그리고 스트림 아웃의 처리 성능이 전반적으로 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.

텍스처 필터링 성능 비교

3DMark Vantage Feature Test	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX	GF 8800 GTX	Radeon HD 3870 X2
Texture Fill (GTexels/s)	672.51	1069.36	603.81	513.65	732.73
Color Fill (GPixels/s)	6.68	6.07	3.28	4.31	5.32

이번에는 GPU가 처리하는 텍스처링 처리 능력을 확인하는 부분으로 쉐이더 유닛보다는 텍스처 유닛의 수에 따라 성능이 달라지는 것은 3DMark06과 마찬가지이다. Texture Fill 테스트는 복합적인 텍스처 좌표를 읽어 직사각형 프레임을 채워나가는 방식으로 텍스처 처리 능력을 확인할 수 있다. Color Fill은 스크린을 직사각형으로 여러 번 그려 화면을 채우고 픽셀 쉐이더는 통과하고 알파블렌딩을 통해 렌더 타겟이 직접 컬러를 입히는 작업을 한다. 렌더 타겟은 FP16 포맷의 HDR 렌더링 출력 포맷과 연관되어 진다.

GeForce GTX 280의 텍스처 처리 능력은 이전의 3DMark06에서는 듀얼 GPU에 근접하는 성능을 보였는데 3DMark Vantage에서는 9800 GX2보다는 낮고 HD 3870 X2에 근접하는 텍스처 처리 성능을 보여주고 있다. Color Fill 처리 성능은 듀얼 GPU를 넘어설 만큼 높은 처리 성능을 보여주고 있다.