NVIDIA(엔비디아)는 기존 페르미 아키텍처와 40nm 공정의 지포스 400/ 500 시리즈와 달리, 케플러 아키텍처와 28nm 공정을 도입한 지포스 600 시리즈에는 게이밍 환경을 위한 새로운 기술들을 대거 적용했는데, 이번 페이지에서는 케플러 아키텍처 기반의 지포스 600 시리즈에서 새롭게 지원하는 게이밍 기술들이 실제 게임에서 어떻게 적용되고 있는지 살펴보겠다.
아키에이지로 보는 성능 감소 최소화 후처리 AA 기술 FXAA
디지털 이미지를 사용하는 게임에서 발생하는 계단 현상(Aliasing)을 방지하기 위해 일반적으로 사용되는 MSAA는 원본 해상도를 확대 후 모니터 해상도에 맞게 리사이징한 후 픽셀 당 여러 개의 주변 중간색을 취하므로 화질은 뛰어나나 높은 성능이 요구된다.
이에 비해 케플러 아키텍처의 지포스 600 시리즈와 함께 공개된 FXAA는 다이렉트 컴퓨트를 이용해 특정 API에 의존하지 않으며, MSAA와 비교해 성능에 미치는 영향과 비디오 메모리 점유율이 낮고 반사면이 흐릿해지는 현상이 없는 것으로 알려져있다.
지난 게이밍 벤치마크를 통해 살펴본 아키에이지의 경우 게임 자체적으로 FXAA를 지원하지 않지만 NVIDIA(엔비디아) 제어판을 통해 강제로 FXAA를 적용할 수 있으며, CoD 블랙 옵스2나 어쌔신 크리드3와 같은 게임에서는 자체적으로 FXAA를 지원하기도 한다.
위 스크린 샷은 아키에이지에 AA기술을 적용하지 않았을 때와 NVIDIA(엔비디아) 제어판을 통해 강제로 FXAA를 적용했을 때, 경쟁사인 AMD의 후처리 AA 기술인 MLAA를 적용했을 때의 화질을 비교한 것으로, FXAA 적용 시 후처리 AA의 특성상 그래픽의 선명도가 낮아지기는 하지만 경쟁사의 후처리 AA 기술과 비교해 텍스트와 계단의 경계와 같은 곳에서 가독성 하락과 텍스처의 뭉개짐 현상이 현저히 적은 것을 알 수 있다.
FXAA는 특정 API에 의존하지 않고 경쟁 후처리 AA기술인 MLAA와 비교해 텍스트/ 텍스처 뭉개짐과 같은 그래픽 왜곡 현상이 개선되었기에 최근 출시된 콜 오브 듀티 블랙옵스2(FXAA)나 어새신 크리드3(Anti-Aliasing Quality : High)와 같이 게임 자체적으로 지원하는 경우가 늘고 있으며, 게임에서 지원하지 않을 경우 NVIDIA(엔비디아) 제어판내 3D 설정을 이용해 강제 적용할 수 있다.
어쌔신 크리드3에 적용된 영화같은 분위기의 AA 기법, TXAA
NVIDIA(엔비디아)는 케플러 아키텍처 기반 지포스 600 시리즈와 함께 공개한 후처리 AA 기술인 FXAA외에 TXAA(Temporal Approximate Anti-Aliasing)을 함께 공개했는데, 영화를 보는 듯한 이미지 품질의 새로운 AA 기법으로 하드웨어 AA, 컴퓨터그래픽 영화 방식의 AA, 시간영역 필터를 조합해 시간적 알리아싱(TAA, 동작시 크롤링 및 깜박임)을 줄여주는 것이 특징이다.
TXAA는 기본적으로 2xMSAA급 성능에 8xMSAA 효과와 4xMSAA 성능에 8xMSAA 이상의 효과를 제공하는 2단계 설정을 제공하므로, 이에 따라 게임 제작사는 성능과 TXAA 효과를 적절히 조절할 수 있다.
위 영상은 TXAA 적용 유무에 따른 어쌔신 크리드3의 그래픽 변화를 보여주고 있는데, 앞서 설명했듯 TXAA는 단순히 이미지의 계단 현상을 줄이는데 그치지 않고 컴퓨터 그래픽 방식 및 영화와 같은 이미지 품질의 AA 기법으로, 어쌔신 크리드3에서 TXAA 적용에 따라 전반적인 게임 그래픽 분위기가 변화하는 것을 알 수 있다.
TXAA는 케플러 기반 지포스 600 시리즈에서만 지원한다
한편, TXAA는 FXAA와 달리 하드웨어 의존적이기 때문에 현재는 케플러 아키텍처 기반의 지포스 600 시리즈에서만 사용이 가능하며, AMD계열의 그래픽 카드나 페르미 아키텍처 기반의 지포스 500/ 400 시리즈를 포함한 이전 세대 지포스 계열에서는 사용이 불가능하다.
TXAA는 더 시크릿 월드를 시작으로 콜 오브 듀티 블랙 옵스2와 어쌔신 크리드3 같은 최신 게임에서 지원이 늘고 있으며, 블랙 옵스2는 TXAA 2X와 TXAA 4X의 두 단계를, 어쌔신 크리드3는 TXAA 단일 옵션을 제공하며, XLGames에서 정식 서비스 중인 아키에이지 역시 차후 패치를 통해 지원할 예정으로 알려졌다.
블랙 옵스2로 보는 화면 이상 방지와 성능 최적화, Adaptive V-Sync
FXAA와 TXAA 같이 그래픽 품질 향상을 위한 AA 기법 외에 NVIDIA(엔비디아)에서는 티어링과 플리커링과 같이 화면 이상을 방지하고, 기존 Vertical Sync(VSync)의 프레임 드랍 현상을 방지하기 위한 Adaptive V-Sync(이하 AVSync)를 공개했다.
위 차트는 지난 CoD 블랙 옵스2 벤치마크와 동일한 환경에서 VSync를 적용하지 않았을 때, 일반 VSync 및 NVIDIA(엔비디아) AVSync를 적용했을 때의 성능 변화를 Fraps로 측정해 그래프로 정리한 것이다.(지포스 GTX 660 사용)
NVIDIA(엔비디아) AVSync는 성능이 60FPS 밑으로 내려갈 경우 VSync 기능을 중단해 티어링과 스터터링을 방지하면서 그래픽 카드의 게이밍 성능을 보다 폭넓게 활용하는 것을 알 수 있는데, 현재 AVSync는 NVIDIA(엔비디아) 계열의 그래픽 카드에서만 사용 가능하며, AMD 계열에서는 이에 대응하는 기술을 지원하지 않고 있다.
반면, 일반 VSync는 원래 성능이 60FPS 밑으로 내려갈 때와 위로 올라갈 때 강제로 30 프레임과 60 프레임으로 성능을 고정하는 과정에서 성능 손실과 프레임 드롭과 같은 부자연스러움을 느낄 수 있다.
참고로, VSync를 적용하지 않았을 때는 평균 63.81FPS, 일반 VSync를 적용했을 때 평균 45.97FPS, NVIDIA(엔비디아) AVSync를 적용했을 때 평균 55.73FPS의 성능을 기록했다.
AVSync는 그래픽 카드가 일반적인 모니터 주파수인 60Hz(60FPS) 이상의 성능을 발휘할 때는 그래픽 카드의 성능을 모니터 주파수와 동기화 시키고, 60FPS 미만일 경우 VSync를 자동 해제하는 기술로 NVIDIA(엔비디아) 제어판의 3D 설정 관리 -> 수직 동기 항목에서 적용할 수 있으며, 평균 60FPS 기준의 '적응'과 평균 30FPS 기준으로 하는 '적응(재생 빈도 절반 수준)'의 두 가지 옵션을 제공한다.
3DMark로 보는 그래픽 카드의 자동 성능 최적화, GPU Boost
한편, NVIDIA(엔비디아)에서는 케플러 아키텍처 기반 지포스 600 시리즈 중 퍼포먼스급인 지포스 GTX 660 이상에 자동으로 그래픽 카드의 성능을 최적화 시키는 GPU Boost 기술을 지원한다.
NVIDIA(엔비디아) GPU 부스트는 그래픽 카드의 부하 상태에 따라 소비전력과 온도, 점유율등을 고려해 실시간으로 GPU/ 메모리 클럭과 전압 등을 조절해 자동으로 성능을 높여주며, 수동 오버클럭 상태에서도 동작하므로 클럭이 고정된 이전 세대 그래픽 카드와 달리 안정적으로 추가적인 성능 향상을 기대할 수 있다.
위 영상은 지포스 GTX 680을 이용해 레퍼런스 상태(GPU 베이스 클럭 1006MHz/ 부스트 클럭 1058MHz)일 때와 오버클럭(GPU 베이스 클럭 1106MHz) 했을 때, 대표적인 그래픽 성능 벤치마크 프로그램인 3DMark Vantage를 실행할 시의 GPU 클럭 변화를 관측한 것이다.
GPU 정보 가장 우측에서 그래픽 카드의 부하에 따라 GPU 클럭이 실시간으로 변화하고 오버클럭된 상태에서도 GPU 부스트가 동작하는 것을 알 수 있는데, 이 모든게 자동으로 이뤄지므로 사용자는 GPU 부스트 기능을 통해 베이스 클럭 이상의 성능을 안정적으로 체험할 수 있다.
현재 GPU 자동 오버클럭인 GPU 부스트는 퍼포먼스급 모델인 NVIDIA의 케플러 기반 지포스 GTX 660 이상의 다수 모델에서 지원하고 있으며, 경쟁사인 AMD의 경우 이와 유사한 기능은 하이엔드 모델인 라데온 HD 7970 GHz에 제한적으로 지원하고 있다.
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