4. GPGPU에 보다 최적화된 지포스 GTX 400
DirectX 11을 지원하는 지포스 GTX 480과 GTX 470은 앞서 언급했던 것처럼 범용컴퓨팅과 그래픽컴퓨팅 지원 모두를 강화했다.
[CPU와 GPU 분야의 경계가 점점 허물어진다.]
Fermi GF100은 GT200 (GTX 200 시리즈)보다 CUDA 지원을 비롯하여 범용컴퓨팅에 보다 최적화된 모습을 보여주며, 이는 CPU로 진행되던 부분들이 GPU의 도움을 받아 처리 효율을 개선할 수 있게되는 GPGPU 분야의 확대에 따른 트렌드를 잘 반영하고 있다. 최근의 데이터 처리 분야도 CPU와 GPU의 경계가 점차 허물어져 각자의 장점들을 이용해 처리 효율과 성능을 개선할 수 있게 되고 있다.
GF100이 지원하는 컴퓨트 엔진
[CUDA C++/ CUDA C/ OpenCL/ DXCompute/ PhysX/ Ray Tracing]
GF100은 GT200을 이어 다양한 GPGPU 컴퓨팅 환경을 지원하고 있는데 DirectX API의 DirectCompute를 비롯하여 애플을 주축으로 하는 공개표준 OpenCL, 그리고 자사가 개발한 CUDA C++/ CUDA C 언어 지원, 그리고 GPU로 물리연산을 돕는 PhysX 뿐만 아니라 그동안 처리 성능이 부족했던 실시간 광원효과 등을 게임이나 영화 등에 적용하는 OptiX Ray-Tracing (레이트레이싱) 지원도 강화되고 있다.
[CUDA를 지원하는 어플리케이션]
AMD의 경우 ATI Stream과 공개표준 OpenCL, DirectCompute의 GPGPU 컴퓨팅 환경에 대응하고 있지만, 여전히 지원면에서는 엔비디아가 앞서고 있다. 또, AMD ATI는 Pixelux Entertainment와 Bullet Physics 양사와 협력을 통해 공개 물리엔진 개발 환경을 지원하기 시작했고 Pixelux의 DMM2 엔진 (Digital Molecular Matter2 Material Physics)를 이용할 것으로 알려지고 있어 앞으로는 물리엔진도 PhysX와 공개 물리엔진이 서로 경쟁할 것으로 예상되고 있다.
하지만, 당장은 PhysX 물리엔진을 적용한 게임들을 통해 시장을 형성하고 있고 AMD ATI의 공개 물리엔진 지원 게임이 등장하지 않았으므로 당분간 GPU 가속 물리엔진으로 PhysX가 조금은 유리한 위치에 있을 것으로 보여진다.
GP100 게이밍을 위한 컴퓨트 아키텍처
GF100의 범용컴퓨팅 최적화는 GPGPU 환경을 지원하기 위한 CUDA나 DXCompute, OpenCL을 이용하여 게임 환경에도 물리효과나 블러, 캐슁 기능, C++ 언어 등을 통해 게임 환경에 이미지 프로세싱과 물리효과와 AI (인공지능) 등을 지원할 수 있게 된다.
지포스 GTX 400 시리즈는 레이트레이싱 (Ray-Tracing)을 이전 GT200보다 개선하기 위해 CUDA와 OptiX 기술 협력 및 이를 기반으로 한 게임 환경에 적용을 위한 노력도 이루어지고 있다. GT200 대비 GTX 480은 3.5배 가량 더 높은 처리 성능을 제공할 수 있는 것으로 소개되었다.
게임 환경에 GPU를 이용한 부분은 CUDA 등을 이용한 그래픽 필터 효과, 모션 블러, 레이트레싱의 접목, 심도효과 (Level of Detail (LOD), Depth of Field (DOF)) 등이 있으며, GPU를 이용하여 그래픽효과들을 처리하면 이전보다 사실적인 게임 환경을 구축할 수 있게 된다.
엔비디아는 범용컴퓨팅 환경을 지원하기 위해 마이크로소프트와 협력하고 Nexus IDE를 통해 CUDA 지원 및 GPU 가속을 이용한 디버깅 환경을 지원해준다.
GPU 범용컴퓨팅을 이용한 환경은 또한 물리연산을 비롯하여 인공지능 (AI) 처리를 해줄 수 있으며, GF100은 더 많은 물리효과의 파티클처리, 여러 시뮬레이션 동시실행을 통한 병렬 처리 성능 개선으로 GT200보다 2.5배 이상 높은 성능을 제공한다. 인공지능 처리에서도 GT200의 3배 더 향상된 처리 성능을 제공하는 것으로 소개되고 있다.
PhysX와 테셀레이션을 이용한 GF100 데모
[GF100을 이용한 머리카락 움직임과 LOD 표현 등]
[GPU PhysX 물리연산과 테셀레이션 (Tessellation) 지원 데모]
Fermi GF100은 DirectX 11의 특징인 다이나믹 LOD (Level of Detail, 레벨 오브 디테일)와 GPU PhysX, 테셀레이션을 비롯하여 Environment Bumpmapping 적용 등을 통해 더욱 사실적인 캐릭터와 물, 지형, 산과 계곡을 표현한다.
GPU PhysX를 지원하는 데모로 보트를 타고 강을 거슬러 올라가는 도중 물의 표현이나 깃발의 처리 주변 물체 등의 변화를 CPU로 PhysX 물리엔진을 처리한 부분과 GPU로 처리하고 있는 환경의 차이를 보여준다.
[Supersonic Sled 데모]
Supersoinc Sled 데모는 Fermi GF100의 GPU PhysX와 테셀레이션을 비롯한 다양한 그래픽 효과들을 재현한 데모로 우주 여행을 위한 로켓엔진 연구를 배경으로 하고 있다. 주인공인 바니가 로켓엔진을 장착한 로켓으로 레일 위를 빠르게 달리며 변화되는 테셀레이션, 물리효과 PhysX 적용, 환경 범프맵핑, 다이나믹 LOD를 이용한 캐릭터와 물, 지형, 산과 계곡을 표현해준다. 또한, 다리의 파괴 등의 표현은 GF100의 지오메트리 처리 성능 등도 확인할 수 있다.
