3. DX11에 최적화된 지포스 GTX 400
최근의 게임들은 지오메트리를 이용하여 보다 현실적인
인물과 사물을 표현하도록 바뀌어가고 있으며, DirectX 11 API의 주요한
특징 중 하나인 테셀레이션 (Tessellation) 등을 통해 이전보다 사실적인
효과들을 구현하고 있다. 이러한 일들은 영화에서는 필수적으로 사용되고
있는 것들로 알려지고 있다.
GF100도 DirectX 11을 지원하게 되면서 지오메트리
프로세싱 비율을 높이고 성능 향상뿐만 아니라 테셀레이션을 크게 개선할
수 있는 구조를 갖게 되었다.
GT200보다 최대 8배 빨라진 지오메트리 성능
GF100의 모듈화된 GPC 하나에는 4개의 SM (Streaming
Multiprocessor)와 새롭게 추가된 PolyMorph 엔진 4개 (각 SM 당 1개
제공), Raster Engine 1개가 포함된다. 래스터라이저 엔진에는 다각형을
파기하는 Z-Cull을 갖추고 있으며, PolyMorph 엔진에는 메모리와 직접
입출력할 수 있는 Stream Output도 포함되고 있다. GPC들은 기가 스레드
엔진 (GigaThread Engine)이 제어하게 되며, 순차처리가 이루어지는
래스터라이저의 단점을 개선해 GPC 단위로 병렬화하여 제어된다.
GF100의 PolyMorph 엔진에는 테셀레이터가 1개 포함되어
GPC 모듈 하나에는 총 4개의 테셀레이터가 내장되므로 GF100의 최대
테셀레이터는 16개이며, 지포스 GTX 470/ 480에는 총 14/ 15개의 테셀레이터가
내장된다. 라데온 HD 5800 시리즈는 1개의 테셀레이터만 내장하는 반면,
14/ 15개가 내장되는 지포스 GTX 400 시리즈는 테셀레이터 처리 성능과
지오메트리 처리 성능이 크게 개선된다.
[병목현상이 발생되던 GT200의 지오메트리 처리]
테셀레이터는 다각형 분할을 통해 정점을 늘려가는데
정점 수가 무한정 늘어나는 문제를 갖고 있다. 이로 인해 정점을 픽셀로
변환하는 고정 유닛인 래스터라이저 (Rasterizer)에 부담이 되어 병목현상을
발생시키며, 정점 수 (다각형수)를 늘리는데도 제한을 주게 된다.
이는 지포스 GT200으로 발전해오면서 스트림 프로세서
증가 등을 통해 쉐이딩 처리 성능은 150배로 증가한데 반해 지오메트리
성능은 3배 향상에 그치는데 영향을 주었다. 엔비디아는 이 문제를 해결하기
위해 한 개를 제공하던 래스터라이저 수를 4개로 늘리고 테셀레이터도
최대 16개로 확장하여 지오메트리 처리 성능을 최대 8배까지 향상시킬
수 있게 되었다고 밝히고 있다. (라데온 HD 5800 시리즈는 듀얼코어화를
통해 하나의 테셀레이터와 래스터라이저를 제공한다.)
DX11의 중심인 테셀레이션을 강화한 GF100
테셀레이션 (Tessellatioin)은 다각형 분할을 통해
정점을 생성하여 사물을 더욱 사실적으로 표현할 수 있는 방법이다.
기존에는 범프맵핑 (Bump maapping)를 이용해 음영있는 텍스처를 씌요
요철을 표현한 반면, 테셀레이션과 디스플레이스먼트 맵핑 (위치변환
맵핑, Displacement mapping)을 조합하여 실제 요철 생성을 하드웨어의
도움으로 처리하여 효율과 성능을 개선할 수 있다.
테셀레이션은 세밀한 이미지 표현이 가능해지지만,
GPU에 부하를 주게 되어 프레임이 하락된다. GF100은 라데온 HD 5800
시리즈가 1개의 테셀레이터와 듀얼 래스터라이저를 통한 연산을 하는
것과 달리 총 16개의 테셀레이터와 4개의 래스터라이저를 병렬 연산하기
때문에 테셀레이션 연산 성능과 효율이 높아 DirectX 11 기반의 테셀레이션
적용 게임들에서 경쟁 제품보다 높은 성능을 기대할 수 있다.
테셀레이션을 적용하면, 이를 적용하지 않을 경우보다
사실적인 디테일 표현이 가능해지며, 게임에 적용시에도 더 사실적이고
멋진 화면들을 얻을 수 있다. 개발자들의 경우도 이를 위해 별도의
개발이 필요하지 않다.
지포스 GTX 470과 GTX 480은 테셀레이션을 적용한 벤치마크나 게임들에서 경쟁사보다 증가된 테셀레이터와 래스터라이저를 통해 복잡한 테셀레이션 적용 구간에서는 경쟁사 대비 높은 처리 성능을 기대할 수 있다.
최근 공개된 Metro 2033은 DirectX 11 지원 및 DirectX 11의 특징들을 활용하고 있는 게임으로 알려져 있으며, DoF (Depth of Field)와 테셀레이션 적용을 통해 DirectX 9 환경에서 향상된 광원 효과를 비롯하여 다각형 물체를 실사에 가깝도록 둥글게 표현하는 등 게임에서도 테셀레이션을 비롯한 DirectX 11의 그래픽효과는 유용하게 사용될 수 있다.
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