지금까지 게임에서는 광원에 따른 그림자와 음영, 반사광 등을 직접 개산해서 표현할 수
없었다. CG 영역에서 레이트레이싱이 사용된 것은 한참되었지만, 실시간 반응이 중요한 게임에서는 레이트레이싱 과정에서
요구되는 수많은 연산 과정을 감당할 수 없었기 때문이다.
하지만 지난 9월 중순 엔비디아가 실시간 레이트레이싱 연산을 담당할 RT 코어가 탑재된
지포스 RTX 시리즈를 발표하며 그동안 불가능하다고 여겨졌던 게임에서의 실시간 레이트레이싱 시대를 열었다.
덕분에 흔히 하는 말로 가격이 안드로메다로 뛴 때문에 게이머들로부터 비판이
쏟아지긴 했지만, 그래도 지금까지 경험해보지 못했던 새로운 게임 그래픽 시대를 열었다는 의미를 부여할 수 있다.
아쉬운 점이라면, 지포스 RTX 시리즈 출시 당시 실시간 레이트레이싱을 활용하기 위한
여건이 조성되지 않았다는 점인데, 우선 런칭작들의 실시간 레이트레이싱 지원 패치가 이뤄지지 않았고, 무엇보다 중요한 윈도우
10의 DXR 지원이 이뤄질 1809(RS5) 업데이트가 사용자 파일 삭제라는 초대형 버그가 발생한 탓에 초기 공개 이후
한 달이나 지나 공식 배포된 것이다.
윈도우 10 1809(RS5)의 재 배포는 마침 타이밍 좋게 배틀필드 5 런칭 전 사전
플레이 기간 중 데이원 패치를 통해 DXR을 지원하는 타이밍과 맞물렸는데, 이번 기사에서는 이렇게 배틀필드 5를 통해
세상에 모습을 드러낸 실시간 레이트레이싱의 현재 모습에 대해 알아보도록 하겠다.
성능 최저로! 최대 1/3 토막내는 실시간 레이트레이싱
실시간 레이트레이싱이 등장한지 얼마되지 않은만큼 윈도우 10의 DXR과 지포스 RTX
시리즈의 RTX에 대한 명확한 구분이 이뤄지지 않은 것 같은데, 본격적인 기사 진행에 앞서 이 둘의 구분을 명확할 필요가
있을 것 같다.
우선, DXR(DirectX Raytracing)은 윈도우 10의 DirectX 12
기반의 실시간 레이트레이싱 지원을 위한 API로, 윈도우 10 RS5 업데이트에 포함되어 실시간 레이트레이싱 구현을 위한
규칙으로 볼 수 있다.
반면 RTX는 윈도우 10의 DXR 활용을 위한 엔비디아 그래픽 카드의 기술로, 쉽게
말하면 마이크로소프트의 DXR 규격에 맞춰 최적화된 RT 코어와 드라이버 설계 규격이라고 보면 된다.
따라서 배틀필드 5의 옵션에서도 실시간 레이트레이싱은 피직스(PhysX)처럼 엔비디아의
'RTX'가 아닌 윈도우 10의 'DXR'로 표기되며,
결과적으로, 그래픽 카드에 실시간 레이트레이싱 코어가 없다고 해도 드라이버에서 해당 제품에 대한 DXR 지원을 개방하면
실시간 레이트레이싱이 가능해진다.
물론, 별도의 DXR 가속 HW가 없는 그래픽 카드에서 소프트웨어 방식으로 지원된다 해도, 전용 가속 코어가
있는 지포스 RTX 시리즈에 비해 성능 하락폭이 훨씬 크리라는 점은 명확하다.
다시 성능 이야기로 넘어가, 엔비디아가 처음 지포스 RTX 시리즈를 발표하던 8월
게임스컴 행사장에서 이미 예견된 일이지만, 실시간 레이트레이싱을 위한 RT 코어가 담겨있다고 해도 해당 옵션을 켜면
대대적인 성능 하락을 피할 수 없는 것으로 알려졌다.
그리고 배틀필드 5의 사전 플레이 기간 중 공개된 벤치마크 결과에 따르면 최소 절반에서
최대 1/3까지 성능이 낮아지는 것으로 확인되었고, 보드나라에서도 테스트를 통해 확인해 보았다.
배틀필드 5는 전작들보다 분대 플레이가 강조된 멀티 플레이 중심 게임인 만큼 실제
테스트도 멀티 플레이에서 진행하는 것이 옳겠지만, 변인 통제가 어려운 관계로 싱글 플레이 중 멀티 플레이에 가까운 다수의
NPC가 전투에 참여한 '망각의 용사들 : 자유' 챕터에서 진행했다.
해당 테스트 결과에 따르면 DXR 옵션을 사용할 경우 극적인 성능 하락폭이 관측되었는데,
Full HD에서는 약 40% 수준으로, QHD에서는 33% 수준으로 낮아졌고, UHD에서는 무려 28% 수준으로
낮아졌다.
특히, 그나마 Full HD에서는 50프레임에 가까운 성능을 보여줘 FPS라는 게임
장르를 감안해도 약간의 인내를 발휘하면 플레이 가능한 수준이었지만, QHD와 UHD에서는 인내를 발휘해도 플레이가 어려운
수준까지 성능이 떨어졌다.
이정도의 성능 하락은 엔비디아의 초기 피직스(PhysX)나 AMD의 TressFX에서 볼
수 있던 결과로, 피직스와 TressFX는 결과적으로 특정 브랜드의 독점 기술화 되어버린 영향으로 근래에는 적용 타이틀을
보기 쉽지 않다.
그와 달리 엔비디아가 처음 시도한 DXR 기술은 어디까지나 DirectX 12에 포함된 DXR
API에 기반하는 만큼 기술 자체가 사장되지는 않겠지만, 성능과 비쥬얼 개선이라는 두 마리 토끼를 모두 잡기에는 아직
그래픽 카드의 성능이 충분치 못한 상황이다.
DXR 옵션에 따른 소비전력, 게임 플레이 경험은?
그렇다면 소비전력은 어떨까? 지포스 RTX 시리즈 출시 당시에는 실제로 DXR을 지원하는
게임이 없었기 때문에 RT 코어가 활용되었다고 보기 어렵다. 따라서, 이번에는 추가로 DXR 옵션 여부에 따른 소비전력을
비교해 보았다.
지금까지 지포스 RTX 2080으로 배틀필드 5에서 DXR에 따른 성능과 소비전력을
알아봤다. 사실, 위 특성은 제품 평가 요소기는 하지만 '평가'를 위한 테스트 성격이 강하다. 그렇다면 실제 게이머의
플레이 경험 측면에서는 어떤 특성을 보여줄까?
다행인지 불행인지, 실제 플레이 시에는 DXR 옵션을 켰을 때 소비전력은 약 70W
가까이 낮아진 것으로 나타났다. 해당 결과만으로는 실제 RT 코어의 소비전력 수준을 알 수 없지만, 단순 프레임만으로
계산해보면 CUDA 코어보다 더 많은 전력을 소비하는 것은 확실해 보인다.
참고로, 지포스 RTX 2080은 2944의 CUDA 코어와 184 TUM, 64 ROP
및 46 RT 코어를 갖추고 있다.
레이트레이싱 기술 자체가 현실과 같은 광원 효과를 게임내에 구현하는 것이란 점을
감안하며, 실제 게임에서 레이트레이싱 효과를
게이머가 일상에서 항상 접하던 장면에 가깝기 때문에 놓치기 쉽다.
DXR을 사용하면서 전체적인 게임의 밝기나 조명 부분에서 분위기가 조금 더 실제에
가까워진 느낌이 들긴 했지만 그 차이는 실로 미묘해서,
위 영상에서 보듯 DXR 여부에 따른 게임 화면 차이는 거의 없는데도 성능 하락을 피해가지 못하는 부작용 아닌 부작용도
있다.
물론 DXR이 도입되면서 개발사가 조명에 따른 분위기를 조금 더 현실적이고 편하게 연출할
수 있게되었지만, 게이머 입장에서 이정도 미묘한
차이를 위해 지금과 같은 성능 희생이 필요한지 의문을 표하지 않을 수 없는 것이 현실이다.
배틀필드 5로 보는 DXR, 아직은 1세대의 한계도 명확
윈도우 PC의 대표 그래픽 API인 DirectX는 그동안 성능과 그래픽 품질 개선을
위한 개선이 이어져 왔다.
픽셀 쉐이더와 버텍스 쉐이더로 별도 관리되던 쉐이더 유닛이 DX10에서는 통합 쉐이더로
효율을, DX11에서는 테셀레이션으로 품질을 높인데 이어, DX12는 로우레벨 API로 다시 한 번 효율을 높인데 이어
윈도우 10 RS5 업데이트에서 품질을 높이기 위한 실시간 레이트레이싱 DXR을 지원한다.
품질 향상을 위해서는 성능의 희생이 불가피한 점을 감안해도, 실시간 레이트레이싱은 전용
가속기가 추가된 그래픽 카드도로 테셀레이션 등장 당시보다 상당한 성능 하락이 발생하면서 게이머들의 반응이 호의적이지많은 않다.
성능 문제야 하드웨서가 발전하면서 서서히 해결되겠지만, 지금 당장은 기존 게임 그래픽과의 차별화를 위해 과도한
효과를 주어 불쾌한 골짜기 효과가 나지 않으면서도, 실시간 레이트레이싱을 통해 현실감을 높였다는 사실을 게이머가 파악할 수 있으며, 성능 하락을
최소화 하기 위한 개발사들의 최적화 노력이 절실히 필요한 상황이다.
이처럼 큰 폭의 성능 하락을 피해갈 수 없는 1세대 실시간 레이트레이싱 지원 하드웨어
환경에서는 순간 순간의 반응을 위해 성능이 중요시 되는 FPS 게임에서 환영받기 이르지 않나 생각된다.
그에 반해 툼 레이더나 레지던트 이블, 앨런 웨이크처럼 성능보다 스토리 텔링의 비중이
높은 어드밴처 계열의 액션 게임에서는 개발자가 의도한 분위기 연출을 통해 게이머의 몰입감을 높이기 위한 용도로 환영 받을
수 있을 것으로 판단된다.
게임에서의 실시간 레이트레이싱은 이제 막 현실화된만큼 아직은 개발사들도 익숙치
않을테고, 때문인지 누구도 원치 않았던 큰 폭의 성능 하락을 피하지 못한 아쉬운 면을 보여, 아직 대부분의 메인스트림
게이머들에게는 시기상조인 기술로 평가 내릴 수 있다.
그럼에도 게임에서의 실시간 레이트레이싱 구현이 가능해진 것은 실사 수준의 그래픽을
구현한다는 목표를 향한 장벽 하나를 넘어섰다는 상징적인 사건이며, 앞으로 어떤 식으로 게임 그래픽이 발전해 나갈지 기대하게
만든다.
[영상] RTX50 4분기출시/SSD 추가 인상설/인텔 아크 무관심/PCIe 7.0 발표,그리고 스냅드래곤X엘리트 
