드디어 등장한 DX10.1 지원 HD 3870과 3850, 달라진 점과 성능을 살펴보자! Page 2:: 보드나라

2. DirectX 10.1을 지원하는 HD 3870과 HD 3850

최초의 DirectX 10.1 지원 그래픽 카드 AMD ATI의 HD 3870과 HD 3850!

DirectX 10 지원 최초의 타이틀은 경쟁사인 NVIDIA의 GeForce 8800 시리즈다. 하지만, 이에 질세라 AMD ATI는 DirectX 10에서의 부진을 만회하기 위해 출시가 늦어진 만큼 DirectX 10.1 최초라는 수식어를 가진 HD 3870과 HD 3850의 두 가지 그래픽 카드를 내놓았다.

여기서는 DirectX 10.1을 지원하는 Radeon HD 3870과 HD 3850의 두 가지 제품이 어떠한 특징들을 가지고 있는지를 먼저 살펴본 후 본격적으로 제품과 성능을 살펴보도록 하겠다.

[AMD ATI Radeon HD 3800 시리즈는 이렇게 바뀌었다!]

이번에 발표된 AMD ATI Radeon HD 3870과 HD 3850을 포함한 HD 3800 시리즈는 위 이미지 하나만 보면 어떻게 바뀌었는지 쉽게 파악할 수 있다. 먼저, 지난 HD 2000 시리즈들과 큰 차이라면 그래픽 카드로는 최초로 DirectX 10.1을 지원하는 것이고 추가로 PCI-Express 2.0 규격을 지원하게 된 것이다. 또한, 이전 HD 2000 시리즈들과 같이 HD 비디오 가속 (H.264와 VC-1 가속을 위한 UVD (Unified Video Decoder)를 내장하고 있다.) 기능을 제공한다.

또한, 지난 HD 2900XT 같은 경우 80nm 공정을 적용하였음에도 많은 트랜지스터의 내장과 높은 클럭 등으로 높은 온도와 소비전력이 문제로 제기되었는데 이번에 등장한 RV670 즉, HD 3870과 HD 3850은 55nm 공정을 적용하고 ATI PowerPlay 기술을 적용하여 소비전력 부분에서 상당히 개선된 모습을 보여주게 된다.

마지막으로 이전의 ATI CrossFire 기술을 발전시켜 최대 4개까지 연결하여 쿼드 구성도 할 수 있는 ATI CrossFire X 기술을 도입하고 멀티 GPU 구성에서의 ATI OverDriver 기능을 적용할 수 있게 바뀌었다.

그러면, 이제부터 HD 3800 시리즈가 어떻게 바뀌었는지를 구체적으로 살펴보도록 하자.

3세대 Radeon HD 3800 시리즈

Radeon HD 시리즈에 사용되는 HD는 High Definetion의 약자로 선명하고 높은 해상도를 가진 정도로 해석될 수 있는데 AMD ATI에서 HD에 주안점을 두게 된 처음의 제품들이 X1000 시리즈였다고 보면 이들이 1세대이고 이어서 등장한 HD 2000 시리즈는 2세대, 그리고 오늘 살펴볼 HD 3800 시리즈가 3세대라고 볼 수 있다. 여기에도 나와있듯이 HD 3870 제품이라면 3은 3세대를, 8은 제품군, 뒤의 70은 XT 버전을 나타낸다. 뒤에도 살펴보겠지만, HD 3870에 사용된 RV670은 RV670XT로 인식되고 높은 코어 클럭을 가진다. HD 3850의 경우 RV670 Pro로 코어 클럭이 좀 더 낮게 설정되어 있다.

DirectX 10.1을 지원하는 HD 3870과 HD 3850

DirectX 9에 이은 DirectX 10은 CPU의 부하를 줄여 GPU의 처리 효율을 높이는 방향으로 발전되었고 이를 이어가는 DirectX 10.1도 DirectX 10의 기능들을 모두 적용할 수 있다. DirectX 10.1 적용에 따라 프로그래밍의 가능성 향상, 파이프라인 정밀성 증대, HDR 라이트닝 강화, 안티앨리어싱을 통한 성능 및 이미지 품질 개선이 이루어지고 있다. 또한, 이미지 품질 향상을 위해서 실시간 Global illumination을 비롯하여 안티앨리어싱 (Anti-Aliasing, AA) 지원의 제한을 자유롭게 해주고 있다.

DirectX 10.1을 지원하는 HD 3870과 HD 3850은 위의 표에 나타나있는 것과 같이 기존의 DirectX 10에서 지원하지 못하는 기능들을 추가로 제공하고 있다. 대표적인 것들로는 Shader Model 4.1, 32bit FP Texture Filtering, Indexed Cube Map Arrays, Independent Blend Modes Per Render Target, Pixel Coverage Sample Masking, Read/Write Multi-Sample Surfaces With Shaders, Gather4 Texture Fetching을 들 수 있다.

Shader Model 4.1은 기존의 DirectX 10에서 지원하던 Shader Model 4.0에서 더 늘어난 리소스 사용 등을 통해 프로그래머들은 더 많은 자원을 활용할 수 있고 사용자들은 향상된 효과들을 기대할 수 있게 된다. 여기에는 HDR 렌더링에서의 효과 향상을 위한 32bit FP Texture Filtering을 비롯하여 멀티렌더링으로 생성된 결과물을 합하는 과정에서의 처리 능력 향상을 위해 블랜딩 과정을 독립적으로 설정할 수 있는 방법 적용, 블랜딩 과정에서 필요한 16bit 정수연산 (Int16)을 통해 지오메트리 연산 성능 개선, 렌더링 파이프라인 전체의 정밀도 향상, 옵션이 되었던 128bit Floating Point Texture Format 기본 적용, DirectX 10의 텍스처 배열 구조를 통해 생성된 CubeMap 자체의 배열 구조를 정의하여 성능 향상을 얻을 수 있다.

또, 멀티코어 즉, 듀얼 및 쿼드 코어 프로세서 시스템에서의 성능 향상을 위해 그리기와 렌더링 과정에서의 반사와 굴절을 표현하는 과정에서 API 호출을 줄여준다. Global illumination은 지오메트리 쉐이더를 통한 Cube map 배열 생성 부분에서 이미지 품질을 증가시키기 위해 사용한다.

그리고 복잡한 쉐이더 처리에서의 성능 향상을 위해 Vertex Shader 입출력 처리 부분 역시 기존 DirectX 10에서 쉐이더 당 128bit 16개의 처리가 가능하였던 것과 비교하여 DirectX 10.1에서는 128bit 32개의 두 배의 처리가 가능해져 쉐이더의 처리 능력을 향상시킬 수 있게 된다.

Gather4는 컴퓨터 어플리케이션의 흐름을 향상시키기 위한 기능으로 필터링되지 않은 텍스처 블럭 값의 2x2 블럭을 싱글 bilinear 필터 텍스처에 위치하도록 패치하여 검색하도록 하는 방식이다.

또한, DirectX 10.1에서는 앞서 언급하였듯이 픽셀 당 최소 4 샘플 즉, 4x MSAA (Multi-Sampled) 안티앨리어싱을 적용하게 되며, 저가형부터 고급형 모델 모두에 강제 적용하게 된다. 하지만, 이를 적용할 경우 저가형 제품들은 성능이 낮기 때문에 안티앨리어싱 적용에 따른 성능 저하가 더 크게 부각되는 문제도 가지고 있다. 여기에 Pixel Coverage Mask 기법을 사용한다. Mask는 픽셀 지역의 샘플링을 빠르게 접근할 수 있게 해주어 모션 블러 효과나 파티클, 수목 표현 등을 빠르고 품질을 향상시킬 수 있도록 해주며, 성능 저하를 최소화할 수 있도록 만들어주게 된다. 또, Pixel Coverage Mask 기법은 픽셀 쉐이더를 통한 안티앨리어싱 프로그래밍을 가능하게 해주어 HDR 렌더링 과정 등에서도 품질과 성능을 개선할 수 있다.

그리고 DirectX 10.1에서는 DirectX 10이 WDDM 2.0을 사용하였던 것에서 WDDM 2.1을 사용하게 되어 이전보다 향상된 GPU 멀티 태스킹 구현 및 멀티 GPU 부분에서 더 나은 처리 능력을 끌어올릴 수 있도록 해준다.

마지막으로 여기에도 나타나있듯이 DirectX 10.1은 아직 등장하지 않은 Windows Vista Service Pack1 (SP1)에서 기존의 DirectX 10에서 지원하지 않는 기능들을 제대로 사용할 수 있게 된다. 따라서, 현재 HD 3870과 HD 3850이 있어도 DirectX 10.1을 지원하는 게임 등이 부족하고 Vista SP1이 등장하기를 기다려야 한다.

여기서 살펴본 DirectX 10과 10.1에 대해 궁금한 부분들은 이전 보드나라의 기사인 코드명 G80, DirectX 10, nVIDIA GeForce 8800 / 도대체 어떤게 바뀐거야?와 DX10.1에 대한 모든것, DX10에 비해 어떻게 바뀌었나? 기사를 참조하자.

R600과 동일한 구성에 메모리 인터페이스가 256bit로 줄었다.

HD 3870과 3850은 RV670 코어를 사용하고 있으며, R600과 동일한 구성에 DirectX 10.1 지원이 추가된 차이를 보인다. R600 즉, HD 2900XT처럼 320개의 스트림 프로세서와 16개의 텍스처 유닛, 16 렌더 백엔드, 프로그래머블 테셀레이터 유닛도 동일하다.

또한, 내부 512bit 링버스 메모리 아키텍처가 적용되고 있는 것도 동일하다. 다만, 메모리 인터페이스는 기존의 512bit에서 절반인 256bit로 줄어들었다. 메모리 인터페이스를 줄이는 대신 RV670 제품들은 메모리 클럭과 코어 클럭을 높여 부족한 부분을 매우게 된다.

더 자세한 아키텍처 등의 내용은 AMD ATI Radeon HD2900XT는 지난 기사인 R600의 모든 것을 보여주마! AMD ATI Radeon HD 2900XT를 참조하자.

55nm 공정을 처음 적용한 RV670!

[80nm R600 (좌)/ 55nm RV670 (우)]

RV670은 DirectX 10.1 최초 그래픽 카드라는 타이틀과 55nm 공정을 처음 적용한 코어라는 두 가지의 타이틀을 가지게 된다. 앞서도 언급하였듯이 55nm 공정을 적용함에 따라 더 작은 다이에 더 많은 트랜지스터를 내장하면서 소비전력을 훨씬 줄일 수 있게 된다.

HD 2900XT에 사용된 R600 코어는 80nm 공정이 적용되고 700million개의 트랜지스터가 내장되어 코어의 크기가 큰 반면, 55nm 공정이 적용된 RV670은 666million개의 트랜지스터가 내장되어 34million개의 트랜지스터 차이 정도의 차이로 크지 않음에도 코어의 크기가 상당 부분 줄어든 것을 확인할 수 있다.

HD 비디오 가속을 위한 UVD (Unified Video Decoder) 제공!

[H.264와 VC-1 코덱이 적용된 다양한 영화 타이틀, 점유율 비교]

Radeon HD 2900XT의 경우 뒤이어 등장한 HD 2600/ 2400과는 다르게 UVD가 제공되지 않아 H.264와 VC-1 코덱을 사용한 HD 영상들을 감상하기 위해서는 듀얼 코어 이상의 CPU들이 필요했다. 하지만, HD3800 시리즈 (HD 3870/ 3850)는 UVD를 내장하여 H.264와 VC-1 코덱을 하드웨어 가속하여 낮은 CPU 점유율을 통해 원활한 영상을 감상할 수 있다. 또한, 경쟁사의 BSP 등이 내장된 GPU와 영상 가속시의 CPU 점유율을 더 낮출 수 있게 되었다고 소개하고 있다.

또, HD 2000 시리들처럼 HDCP 키롬을 GPU에 내장하고 오디오 컨트롤러 역시 포함되어 HDMI 출력시 오디오 출력도 가능해진다.

ATI PowerPlay

Radeon HD 3870과 3850은 이전의 HD2900XT와는 달리 효율적인 사용을 위해 ATI PowerPlay를 지원한다. 이 기술은 GPU의 사용량에 맞추어 자동으로 소비되어야 할 전력을 맞추어 준다. GPU의 사용이 적으면 클럭을 낮추는 등의 작업을 통해 소비전력을 줄이고 반대의 경우 그에 맞는 소비전력을 보여 이전보다 GPU에 최적화된 전력소비를 보이게 된다.

AMD ATI Radeon HD 2900XT, HD 3850, HD 3870 스펙 비교

스펙	AMD ATI Radeon HD 3870	AMD ATI Radeon HD 3850	AMD ATI Radeon HD 2900XT
제조 공정	55nm	55nm	80nm
코어	RV670	RV670	R600
트랜지스터 수	666milion	666milion	700milion
코어 클럭	775+MHz	670MHz	740MHz
쉐이더 클럭	775+MHz	670MHz	740MHz
Stream Processors	320	320	320
메모리 클럭/ 인터페이스	2250 (1125)MHz/ 256bits	1660(830)MHz/ 256bits	1650(825)MHz/ 512bits
메모리 대역폭(GB/sec)	72GB/s	53.12GB/s	105.6GB/s
ROPs	16	16	16
Render Back-Ends	16	16	16
Math Processing Rate (Multiply-Add)	497+ GigaFLOPS	428 GigaFLOPS	475 GigaFLOPS
HDCP 지원	지원	지원	지원
RAMDACs	400MHz	400MHz	400MHz
버스	PCI-Express 2.0	PCI-Express 2.0	PCI-Express 2.0
DirectX 지원	10.1	10.1	10
Tessellation Unit	제공	제공	제공
UVD (Unified Video Decoder)	지원	지원	미지원
ATI PowerPlay	지원	지원	미지원

Radeon HD 3870과 3850은 기존에 나와있는 HD 2900XT와 비교하여 동일한 320개의 스트림 프로세서, 16개의 ROP와 렌더 백 엔드, HDCP 지원, 테셀레이션 유닛 등을 지원하고 있다. 제조 공정은 80nm에서 55nm 공정이 적용되어 소비전력 등을 줄일 수 있게 되었다. 트랜지스터 수는 34million 개가 줄어든 666million개를 사용하며, HD 3870의 경우 더 높아진 코어와 메모리 클럭을 통해 256bit로 낮아진 메모리 인터페이스를 보완해주고 있다. 그 외에 수학 프로세싱 능력이 이전보다 더 높아지고 H.264와 VC-1 가속을 해주는 UVD를 비롯하여 소비전력을 줄여주는 기술인 ATI PowerPlay를 지원하고 있다.

AMD ATI Radeon HD 2900XT 및 경쟁 칩셋과 스펙 비교

제품명	RD HD 3870/3850	GF 8800 GT	GF 8800 GTS	Radeon HD 2900XT
제조 공정	55nm	65nm	90nm	80nm
트랜지스터	666백만	754 백만	681 백만	700 백만
코어 클럭	775+/ 670Mhz	600 Mhz	500 Mhz	740 Mhz
Shader 클럭	775+/ 670Mhz	1500 Mhz	1200 Mhz	740MHz
Stream 프로세서	320 개	112 개	96 개	320개
Native DirectX	DirectX 10 / Shader Model 4.1	DirectX 10 / Shader Model 4.0	DirectX 10 / Shader Model 4.0	DirectX 10.1/ Shader Model 4.0
메모리 인터페이스	256 Bits	256 Bits	320 Bits	512 Bits
메모리 클럭	2250 (1125)/ 1660(830)MHz	1800 (900) MHz	1600 (800) MHz	1650 (825) MHz
메모리 용량	GDDR3/4 512MB, 256MB	GDDR3 512MB, 256MB	GDDR3 640MB, 320MB	GDDR3/4 512MB, 1GB
ROP	16	16	20	16
텍스쳐 Fill Rate	-	33.6 GT/s	24 GT/s	-
Display Out Color	채널당 10 Bit	채널당 10 Bit	채널당 10 Bit	채널당 10 Bit
가격	$150-250	$199-249	-	-

얼마 전 발표된 NVIDIA의 GeForce 8800GT와 스펙을 비교하였는데 차이라면 DirectX 10.1 지원과 Shader Model 4.1 지원, 그리고 HD 3870은 더 높은 메모리 클럭과 코어 클럭이 적용되고 있다. 스트림 프로세서도 GeForce 8800GT는 8800GTS보다 늘어난 112개가 적용되고 HD 3870과 3850은 320개가 적용된다. 메모리 인터페이스는 동일한 256bit를 가진다.

가격은 8800GT가 $199-249로 256MB는 $199에 가깝고 512MB는 $249에 가깝지만, 국내에 출시된 8800GT 512MB는 이보다 더 높은 20만원 대 후반에 판매되고 있다. HD 3870과 3850 역시 $150에 가깝게 HD 3850이, HD 3870이 $250에 가까우며, 실제 국내에 판매될 가격은 8800GT보다 낮은 가격과 더 많은 수량을 판매할 예정이다. HD 3870과 3850은 8800GT처럼 구입하기 어렵지는 않을 것으로 예상되고 있다.