'완벽한 세대교체' 엔비디아, 지포스 GTX 1080 공개

[IT동아 강형석 기자] 엔비디아는 2016년 5월 17일, 인터콘티넨탈 서울 코엑스에서 지포스 프레스데이를 열고 자사의 데스크톱 PC용 그래픽 프로세서인 지포스 GTX 1080을 공개했다. 2014년 선보인 지포스 GTX 900 시리즈의 뒤를 잇는 이번 제품은 새로운 설계와 미세공정이 적용되면서 효율과 다양한 기능을 제공할 전망이다.

새로운 설계 적용한 차세대 그래픽 프로세서

지포스 GTX 1080은 11세대 그래픽 프로세서 설계가 적용되어 있다. 코드명은 파스칼(Pascal)로 그 동안 엔비디아는 코드명에 수학자나 천문학자, 물리학자 등의 이름을 채택하고 있다. 이전 세대에는 페르미(GTX 400~500, 이탈리아 물리학자 엔리코 페르미에서 유래)나 케플러(GTX 600, 독일 천문학자 요하네스 케플러에서 유래) 맥스웰(GTX 700~900, 영국 물리학자 제임스 클러크 맥스웰에서 유래) 등을 사용했다. 파스칼은 프랑스 학자인 블레즈 파스칼에서 따왔다.

이번 그래픽 프로세서는 5년 만에 미세공정이 도입됐다. 기존 28나노미터(nm)에서 16nm 핀펫(FinFET) 공정이 도입됐다. 닉 스탐(Nick Stam) 엔비디아 기술마케팅 이사는 "자세한 내용은 확인해야 알겠으나 TSMC의 16nm FinFET+(핀펫 플러스) 공정을 쓰는 것으로 알고 있다"고 설명했다.

미세공정의 도입으로 지포스 GTX 1080 칩에는 72억 개 가량의 트랜지스터가 집적된다. 전력 소모는 이전 세대인 GTX 980과 큰 차이 없지만 성능은 크게 향상된 점이 특징. 닉 스탐은 '새로운 왕'이라는 점을 강조했으며, 현재 최고 사양의 그래픽카드인 지포스 타이탄 엑스(TITAN X)보다 더 빠른 성능을 제공할 것이라 언급했다.

그래픽카드에는 새 그래픽 프로세서 외에도 초당 10기가비트(Gb) 전송대역을 갖는 GDDR 5X 메모리를 탑재한다. 작동속도는 2,500MHz에 달하며, 8GB 용량을 제공해 고해상도 영역에서의 메모리 부족 현상을 최대한 해소하고자 했다.

닉 스탐은 GTX 1080을 설계할 당시, GDDR 5X 외에는 선택지가 없었다며 최근 루머로 언급된 2세대 초고대역메모리(HBM) 채택에 대한 궁금증을 마무리 지었다. 일정이나 성능, 공급 물량 등에 있어 새 그래픽카드에 적용하기 좋다는 판단이었다는 것이 그의 설명이다. 하지만 향후 출시될 그래픽 프로세서에는 HBM2 또는 차기 메모리를 적용할 가능성은 열어두었다.

성능 향상의 비결은 효율성 개선

파스칼 설계는 기존 맥스웰과는 많은 부분에서 달라졌다. 기존 4개였던 메모리 컨트롤러를 8개로 늘려 메모리 활용 효율을 개선했다. 4세대 델타 컬러 압축 기술로 색상 압축 효율을 1.2배 개선 했으며, 디램(DRAM) 대역폭은 1.4배 개선하면서 최종적으로 1.7배 성능 개선의 효과를 얻을 수 있게 됐다.

여기에 동시 다중추적(Simultaneous Multi-Projection) 기술이 추가됐고, 비동기 연산(Asynchronous Compute) 기술은 개선되어 전체적인 처리 효율의 개선이 있었다.

동시 다중추적 기술은 3대 이상의 모니터를 쓰거나 곡면 모니터를 사용할 때, 화면의 왜곡 없이 시야에 맞게 화면을 그려준다. 단, 게임 엔진에서 이에 대응하도록 설계해야 쓸 수 있다는 한계는 있다. 이 기술은 그래픽 프로세서 내 새로운 폴리모프 엔진에 탑재되어 있어, 게임 개발자가 쉽게 쓸 수 있도록 만들었다는 게 닉 스탐의 설명이다.

특히 가상현실(VR)에 최적화 시켜 보는 각도에 따라 최적의 화면을 그릴 수 있게 됐다. 일반 모니터와 달리 VR은 렌즈로 인해 주변부 왜곡이 발생하게 된다. 과거 그래픽카드는 보이지 않는 부분까지 그려냈지만 지포스 GTX 1080은 보이지 않는 부분을 그리지 않으면서 성능을 높였다. 대신 정보를 두 번 보내던 과정(VR은 모니터 2개를 쓴다)을 한 번만 보내도록 개선한 점은 인상적이다.

이렇게 개선된 구조로 인해 렌즈 매치 쉐이딩(Lens Matched Shading)은 1.5배, 싱글 패스 스테레오(Single Pass Stereo)는 2배 성능 개선이 있었다.

비동기 컴퓨트는 모든 쿠다코어가 작동하는 구조로 변경했다. 맥스웰 설계 구조에서도 비동기 컴퓨트는 있었지만 그래픽 프로세서의 자원 일부를 떼어 지정하면 고정된 작업만 가능한 방식이었다. 해당 자원은 작업을 마치고 나면 배정이 이뤄지지 않는 상태로 유휴 상태가 되었기에 효율적이지 못했다.

하지만 그래픽 프로세서의 자원을 최대한 쓰면서 그래픽 가속과 연산 작업을 동시에 처리하는 비동기 컴퓨트의 목적에 맞춰 지포스 GTX 1080에서는 우선권(Preemption)이라는 기능을 도입했다. 그래픽 프로세서의 자원을 유동적으로 제어하게끔 한 것이다.

또한 유동적 부하 균형조절(Dynamic Load Balancing)을 도입해 처리 중인 그래픽 작업 또는 연산 등 필요한 작업에 자원을 다시 배치하도록 만들었다.

360 포토부터 HDR 출력 등 최신 기능도 풍성

지포스 GTX 1080의 등장과 함께 눈 여겨 봐야 할 부분은 바로 다양한 부가 기능에 있다. 3D 게임 화면을 평면이 아닌 공간 자체를 기록해 다양한 각도로 볼 수 있게 만드는 안셀(Ansel)이나 앞으로 출시될 하이 다이내믹 레인지(HDR) 디스플레이를 겨냥한 HDR 출력, 빠른 움직임을 갖는 게임에 효과적으로 대응하는 고속 싱크(Fast Sync), 가상현실 경험을 확대해 줄 VR 펀하우스(Funhouse) 등이 대표적이다.

그 중 안셀은 게임 내 장면을 극적으로 표현하고자 하는 게이머를 위한 기능이다. 게임 엔진 내에서 이를 지원하도록 해야 하지만, 40여 줄 정도의 코드만 추가하면 쉽게 대응 가능하다는 게 닉 스탐 엔비디아 기술마케팅 이사의 설명이다.

기존 게임화면을 저장(스크린샷)하면 평면적 화면만 볼 수 있었고, 특정한 화면을 기록하려면 게임 개발사가 특별히 만든 빌드를 활용해야 했다. 안셀은 그런 작업 없이도 게임 내 화면을 자유롭게 변경하며 영상을 기록 가능하게 만든다. 이 화면은 자유롭게 시점을 변경해도 되고, 가상현실 기기를 활용해 실감나는 현장감을 전달한다. 전용 데이터가 아니기에 삼성이나 카드보드, 전용 기기를 활용해도 된다.

안셀로 기록한 장면은 약 30여 종의 효과를 입혀 다른 느낌으로 남기기도, 게임 내 화질을 크게 높여 선명한 기록물을 남길 수도 있다.

5월 27일 이후부터 출시, 국내 공급 문제 없을 듯

차세대 그래픽카드로 세대교체를 준비 중인 지포스 GTX 1080은 오는 5월 27일 출시될 예정이다. 국내도 비슷한 시기에 출시될 것으로 예상된다. 국내 출시 가격은 정해지지 않았지만 미국 가격 기준으로는 599달러(원화 약 70만 4,000원 상당), 파운더스 에디션(Founders Edition)은 699달러(원화 약 82만 2,000원 상당)에 책정됐다.

국내에는 제조사가 없고 수입사 위주이기 때문에, 실제 출시 시기에 맞춰 예상되는 가격은 83~100만 원대다. 이는 세금과 유통사 수입 등을 고려해 추산한 가격이니 실제 출시 단계에서는 다를 수 있음을 참고하자.

그리고 2주 뒤인 6월 10일에는 GTX 1080보다 사양이 낮은 GTX 1070이 출시된다. 가격은 379달러(원화 약 44만 5,000원 상당)부터, 파운더스 에디션은 449달러(원화 약 52만 8,000원 상당)에 책정됐다. 이 역시 국내 상황에 맞추면 53만~70만 원대 사이에 판매될 가능성이 높다.

엔비디아는 초기 공급에 주력할 계획이다. 닉 스탐 엔비디아 기술마케팅 이사는 "현재 파스칼(지포스 GTX 1000 시리즈)의 물량은 충분하다. 대량 공급 가능한 수준이다. 수요가 우리 예상보다 아주 높다면 좋은 일이기는 하지만 생산 일정을 고려하면 공급에는 무리 없을 것으로 본다"고 말했다.

국내 공급에 대해서 이용덕 엔비디아 코리아 지사장은 "국내 공급 물량을 어느 정도 충분히 확보했기 때문에 초기 수요에는 대응 가능할 것으로 예상된다"고 언급했다.

글 / IT동아 강형석 (redbk@itdonga.com)