[성능편] HIS 4870 으로 알아보는 ATi Radeon HD 4870 512MB Page 4:: 보드나라

4. 테스트 사양, 쉐이더 및 텍스처 처리능력

여기서는 3DMark06과 DirectX 10 지원 3DMark Vantage의 Feature Test를 통해 새롭게 등장한 HD 4870과 기존 제품들의 쉐이더 및 텍스처 처리능력을 살펴보았다.

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	Radeon HD 4850 Ref. 512MB (코어 625/ 메모리 2000MHz)Radeon HD 3870 X2 Ref. 1GB (코어 740/ 메모리 1800MHz)GeForce GTX 280 Ref. 1GB (코어 602/ 메모리 2218MHz)GeForce 8800 GTX Ref. 768MB (코어 575/ 메모리 1800MHz)GeForce 8800 GT Ref. 512MB (코어 600/ 메모리 1800MHz)Radeon HD 3870 Ref. 1GB (코어 775/ 메모리 2250MHz)
HDD	Western Digital Raptor SATA 36GB 10000RPM Seagate Barracuda 7200.11 SATA2 1000GB 7200RPM
ODD	SAMSUNG TSST SH-S203P (DVD RW)
PSU	Enermax Galaxy EGA1000EWL (1000W)

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 175.19 (9800 GX2/ 8800 GTX/ 8800GT)
VGA Driver	AMD ATI Catalyst 8.6 Hotfix (HD 3870 X2/ HD 3870/ HD 4850/ HD 4870)

테스트 시스템은 인텔 코어2 익스트림 QX6850을 3D 성능 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 CL5-5-5-18, 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	Radeon HD 4870	Radeon HD 4850	Radeon HD 3870 X2	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX
Pixel Shader (fps)	817.418	675.565	721.056	967.600	980.902	558.744
Vertex Shader Simple (Mvertices/s)	350.460	292.246	753.932	250.547	482.852	280.233
Vertex Shader Complex (Mvertices/s)	193.161	157.945	365.525	121.893	233.542	136.041
Shader Particles (SM3.0) (fps)	218.150	157.233	174.948	182.482	98.503	103.777
Perlin Noise (SM3.0) (fps)	403.424	334.680	360.091	316.189	343.825	194.266

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.

HD 4870은 HD 4850과 같이 스트림 프로세서가 800개로 늘어 쉐이더 연산 능력이 향상될 것으로 예상해볼 수 있는데 실제 테스트 결과 Shader Model 3.0 처리 부분에서의 듀얼 GPU를 넘어서는 높은 처리 성능이 확인되었다. 버텍스 쉐이더 처리에서는 HD 3870 X2가 가장 높았고 뒤를 이어 9800GX2가 위치하는데 HD 4870은 싱글 GPU로는 가장 높은 처리 성능을 보여주고 있다. Pixel Shader의 Shader Model 2.0 테스트에서는 3번째 정도로 HD 3870 X2 듀얼 GPU를 넘어서는 처리 능력을 보여준다.

텍스쳐 필터링 성능 비교

3DMark06 Feature Test	Radeon HD 4870	Radeon HD 4850	Radeon HD 3870 X2	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX
Fill Rate - Single Texturing (Mtexels/s)	11306.949	7262.556	11382.772	14652.498	9603.388	5422.820
Fill Rate - Multi Texturing (Mtexels/s)	23609.860	19707.316	25396.896	44691.992	55900.283	31751.897

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.

텍스처 처리 작업은 HD 4850의 결과를 통해 살펴보았듯이 텍스처 유닛이 4개에서 10개로 증가하고 텍스처 어드레싱과 필터링 유닛을 1:1 (40:40)으로 구성된 HD 4870은 HD 4850을 싱글과 멀티 텍스처링 작업 모두에서 앞서고 있으나 듀얼 GPU인 HD 3870 X2에는 멀티 텍스터링 작업에서 조금 모자란 성능을 보여준다. GTX 280의 경우 단일 GPU이지만, 80:80 비율의 텍스처 어드레싱과 필터링 유닛을 통해 싱글과 멀티 텍스처링 모두에서 좋은 성능을 보여준다.

3DMark Vantage Shader 연산 성능 비교

3DMark06 Feature Test	Radeon HD 4870	Radeon HD 4850	Radeon HD 3870 X2	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX
Parallax Occlusion Mapping (Complex Pixel Shader) (fps)	20.58	17.26	16.19	30.97	28.30	15.65
GPU Cloth (fps)	18.67	15.60	9.64	26.97	19.93	21.75
GPU Particles (fps)	33.09	26.83	17.46	36.80	25.83	25.78
Perlin Noise (Math-Heavy Pixel Shader) (fps)	53.96	45.14	45.36	55.28	52.46	29.24

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.

HD 4870은 HD 4850과 같이 DirectX 9 환경보다는 DirectX 10 환경에 보다 최적화되어 성능 향상이 이루어지고 있다고 볼 수 있으며, 단일 GPU이지만, HD 3870 X2 듀얼 GPU를 모두 넘어서는 처리 성능의 향상을 보였다. GPU Particles와 Perlin Noise 테스트의 경우 HD 4870은 9800 GX2를 넘어서는 처리 성능도 보여주고 있다. 이는 DirectX 10/ 10.1 환경의 성능 향상과 늘어난 스트림 프로세서로 인한 쉐이더 처리 성능 부분의 영향이다.

텍스처 필터링 성능 비교

3DMark06 Feature Test	Radeon HD 4870	Radeon HD 4850	Radeon HD 3870 X2	GF GTX 280	GF 9800 GX2	GF 9800 GTX
Texture Fill (GTexels/s)	781.88	650.90	732.73	672.41	1060.20	603.81
Color Fill (GPixels/s)	5.50	3.41	5.32	6.68	6.06	3.28

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.

HD 4870은 3DMark06에서 듀얼 GPU 구성인 HD 3870 X2를 싱글과 멀티 텍스처링 모두에서 앞서지는 못하였는데 3DMark Vantage에서는 Texture Fill과 Color Fill을 모두 앞서며, HD 4850을 넘어서는 처리 능력을 보여준다. Texture Fill에서는 GeForce GTX 280의 처리 성능을 넘어서고 있다.