GEFORCE RTX, 실시간 레이트레이싱과 딥러닝으로 미래를 보여주다

나의 경쟁상대는 나 자신 뿐이다.

어떻게 보면 참 멋진 말인 것 같지만 실제로 이런 말을 할 수 있는 사람은 그리 많지 않습니다. 특히 회사의 경우 해당 분야의 No. 1, 그것도 독보적인 1위가 되지 않고서는 그런 말을 해봤자 비웃음을 당할 뿐이죠. 그리고 그런 말을 할 수 있는 몇 안 되는 곳 가운데 하나가 새로운 제품군을 발표했습니다. 바로 GPU 업계의 최강자인 엔비디아의 GEFORCE RTX입니다.

GTX라는 브랜드로 PC용 GPU 시장을 좌지우지했던 엔비디아 지포스가 이제는 RTX라는 이름을 달고 나왔습니다. 많은 분들이 아시겠지만 RTX의 R은 Ray Tracing에서 나왔습니다. 레이 트레이싱은 특정 공간에서 빛이 물체의 표면과 어떻게 상호작용 하는지를 시뮬레이션하는 기술로 상당히 현실적인 화면을 보여주는 기술입니다. 다만 이 레이 트레이싱 기법을 이용하려면 엄청난 연산양을 요구하지요. 덕분에 레이 트레이싱은 긴 시간을 들여야 하는 영상 작업에는 쓰였지만 실시간으로 렌더링하는 화면에는 쓰기 힘들었습니다.

하지만 GEFORCE RTX의 등장으로 그 이야기도 과거가 되었습니다. 자, 여기서 NVIDIA RTX는 기술의 이름이고 튜링(TURING)은 이를 기반으로 하는 아키텍처의 이름입니다. 그리고 마지막으로 GEFORCE RTX 20 시리즈는 제품 이름이 되겠죠.

튜링 아키텍처는 RT 코어라 불리는 레이 트레이싱을 전담하는 프로세서와 함께 딥 러닝 훈련 및 추론을 가속시키는 텐서 코어, 그리고 파스칼 세대의 두배 대역폭을 자랑하는 통합 채킷 아키텍처인 새로운 스트리밍 멀티 프로세서(SM) 아키텍처가 결합된 것입니다.

RT 코어는 3D 환경에서 빛과 소리에 대한 연산을 초당 최대 10 기가레이까지 처리하여 기존의 파스칼 아키텍처 대비 실시간 레이트레이싱 속도를 최대 25배까지 끌어올렸으며, 최종 작업을 위한 프레임 렌더링도 CPU보다 30배 이상 빠른 속도로 가능케 해줍니다. 새로운 텐서 코어는 초당 500조 회의 텐서 연산을 지원하며 딥 러닝 앤티 앨리어싱(DLAA), 디노이징(denosing), 저해상도를 고해상도로 바꾸는 수퍼 스케일링, 비디오 리타이밍 등 AI가 개입하여 그래픽 결과물의 품질을 높여줍니다. SM 아키텍처는 1초에 각각 최대 16조회의 부동 소수점 연산과 정수 연산을 병렬적으로 처리한다고 하네요. CUDA 코어는 최대 4608개까지 내장합니다.

이해를 돕기 위해 간단하게 요약하면 GEFORCE RTX는 기존의 GTX의 기능과 성능에 더하여 레이트레이싱을 위한 RT 코어와 그래픽 결과물의 품질을 높여주는 AI를 담당하는 텐서 코어, 더 높은 성능의 연산 능력과 병렬 처리를 지원하는 강력한 SM 아키첵처가 결합한 것이 새로운 GEFORCE RTX라고 할 수 있겠습니다.

이렇게 새롭게 태어난 튜링 아키텍처의 GEFORCE RTX 시리즈는 모두 3종입니다. RTX 2070, RTX 2080, RTX 2080 Ti 입니다. 물론 뒤로 갈수록 성능이 뛰어나죠.

그런 차원에서 바라볼 때 RTX는 기존의 전통적인 GPU와 일률적으로 성능을 비교하기에는 무리가 있습니다. RTX의 제대로 된 성능은 전통적인 그래픽 관련 애플리케이션에서는 확인하기 힘들고 이를 지원하는 소프트웨어가 나와야 알 수 있기 떄문이죠.

그래서 엔비디아 측은 RTX-OPS라는 새로운 성능 기준을 제시하고 있습니다. 이 RTX-OPS를 통해 보면 채 20T가 안 되는 GTX 1080 Ti 대비 RTX 제품군은 엄청난 성능 차이를 보입니다. 물론 이에 대한 반론을 내세우시는 분들고 계실 겁니다. 거기에 대해서는 뒤에서 따로 이야기하죠.

RTX가 여러가지 특징을 내세우고 있긴 하지만 RTX의 이름에서도 알 수 있듯이 그 핵심은 실시간 레이트레이싱이 아닐까 합니다.

튜링 아키텍처의 구성 또한 실시간 레이트레이싱을 구현하는 RT 코어가 이끌고 여기서 부족한 점을 AI로 채워주는 텐서 코어가 보조하며 병렬처리는 SM 아키텍처가 지원하는 식이기 때문이죠.

3D 그래픽에 대해 연구해 본 분들이라면 다 아시겠지만 실시간 레이트레이싱은 3D 그래픽 품질을 기존 대비 엄청난 격차로 끌어올려줄 수 있지만 엄청난 연산 처리 능력이 필요해 제한적으로만 쓰였습니다. RTX의 등장으로 그래픽 카드를 구입한다면 보통 사람들도 실시간 레이트레이싱의 결과물을 즐길 수 있게 된 셈입니다.

RTX의 쓰임새는 여기서 멈추지 않습니다.

딥 러닝 기법을 동원하여 기존에는 하지 못했던 다양한 그래픽 처리를 할 수 있게 되었습니다.

여기서 예로 든 것만해도 솔깃한 게 많은데, 예전 흑백 사진을 컬러로 만들거나 염색한 후의 머리를 실시간 영상으로 시뮬레이션하여 보여줄 수도 있습니다. 낮은 해상도의 이미지를 고해상도로 바꿔주는 수퍼 레졸루션 기법도 있으며 평범한 엑스레이 사진을 실제와 거의 같은 내장 기관의 모습으로 보여줄 수도 있습니다.

여기에는 Neural Graphics Framework를 뜻하는 NVIDIA NGX는 수퍼컴퓨터를 통한 딥러닝 결과물을 게이머가 이용할 수 있게 해줍니다.

NVIDIA DLSS는 Deep Learning Super-Sampling의 약자로 말 그대로 딥 러닝을 기반으로 한 그래픽 품질 향상 기법으로 새로운 RTX 시리즈에서 기존의 TAA를 대신하는 역할을 합니다.

TAA가 아닌 DLAA가 적용된 경우 2080Ti는 1080Ti의 성능을 두배나 되는 차이로 압도합니다. 게다가 DLSS는 딥러닝 기술의 특성상 시간이 지나면 지날수록 그 품질 수준이 좋아질 수 있습니다.

자, 여기까지 보셨다면 눈치채신 분들도 계실텐데, 새로운 RTX 그래픽 카드들은 RTX 기술을 적용한 소프트웨어에서만 그 진가를 드러냅니다. 덕분에 새로운 소프트웨어, 특히 RTX를 지원하는 게임은 매우 중요한 요소죠.

보시면 아시겠지만 꽤나 많은 유명한 게임들이 RTX 기술을 지원할 예정입니다. 당장 눈에 띄는 게임만 해도 배틀그라운드나 메트로 엑소더스, 쉐도우 오브 더 툼레이더 등이 준비 중입니다.

게임에서 가장 이상적인 수준이라고 하는 4K HDR 60Hz를 RTX 그래픽 카드에서 구현한 게임도 여럿 있습니다.

이러한 게임들을 기준으로 성능을 비교해 보면, DLSS를 쓰지 않을 때에는 약 1.5배, 쓰는 경우에는 두배를 넘어서는 경우도 있네요.

엔비디아 그래픽 사용자라면 다 아실 법한 지포스 엑스피리언스 소프트웨어도 강화되었습니다. 지원 게임 타이틀 또한 늘어났네요.

화제작인 배틀필드 V도 하이라이트와 안셀 지원 게임 목록에 올라갔네요.

RTX 기술을 적용한 ANSEL RTX 또한 새롭게 등장했습니다.

실시간이 아닌 후처리라는 특성상 더 많은 시간을 들여 처리할 수 있기 떄문에 ANSEL RT를 이용한 스크린샷은 사진 수준의 품질을 자랑합니다.

딥러닝 기술을 이용한 이미지의 고해상도화 작업이 가능하고,

게임에 그린스크린이나 스티커 필터 등 다양한 효과를 적용할 수 있습니다.

ANSEL을 적용하는 소프트웨어는 현재 200개에 달합니다.

RTX 파운더즈 에디션의 경우, 더 조용하면서도 뛰어난 냉각 성능으로 오버클러킹에 유리하게 만들어졌습니다.

연결 단자 또한 달라졌습니다. 4K/60Hz를 지원하는 HDMI 2.0b 단자는 물론이고 8K/60Hz를 지원하는 디스플레이 포트 1.4a도 준비되어 있습니다. 특히 VR 헤드셋과의 연결을 대비한 버추얼링크(VirtualLink)의 존재가 참고로 여러개의 그래픽 카드를 연결하는 SLI는 NVLink가 되었죠.

물론 이러한 단자 배치는 각 제조사 별로 달라질 수 있겠습니다.

RTX 2070은 499달러, RTX 2080은 699달러, RTX 2080 Ti는 999달러부터 시작하며, 파운더즈 에디션은 거기서 각각 100달러, 100달러, 200달러 더 비쌉니다. 참으로 만만치 않은 가격 정책입니다. 중저가 RTX는 아예 없다는 것이죠. 참고로 20 시리즈 가운데에서 RTX 기능이 없는 모델은 그대로 GTX로 나온다는 이야기도 있네요.

출시 시기는 2070이 10월, 2080이 9월 20일, 2080 Ti는 9월 27일^[각주:1]로 예정되어 있습니다.

더 자세하게 확인하고 싶다면 위 영상을 보시기 바랍니다. 기술 강연 무삭제 버전으로 총 48분 가까이 되는 긴 영상입니다. 중간 중간 게임 등을 통한 그래픽 시연도 있으니 관심있으신 분들에게는 그리 지루하진 않을 것 같네요.

그리고 유튜브 구독도 좀 부탁드릴께요.

지금까지 엔비디아의 GEFORCE RTX에 대해 설명드렸습니다.

PC 그래픽 시장에서 독보적인 위상을 갖고있는 엔비디아니 만큼 이번 RTX 제품군에 대한 관심 또한 꽤나 컸습니다. 특히 전작들 대비 높은 가격 책정으로 인한 비난 또한 있었습니다만, 한편으로는 실시간 레이트레이싱 제품이니 만큼 나쁘지 않다고 생각하는 분들도 있더군요.

확실히 실시간 레이트레이싱을 상당 수준 구현해 준다는 부분은 GEFORCE RTX의 무시 못할 장점입니다. 게다가 여기서 부족한 점을 딥 러닝과 같은 AI 기술로 메워주는 부분 또한 결코 가볍게 볼 수 없는 항목이죠. 다만 이러한 기술의 결과물은 소프트웨어가 지원해줘야만 확인할 수 있기에 기존 소프트웨어를 이용하는 이용자들에게는 적어도 현 시점에서는 RTX 제품군의 가격대 성능비는 그리 좋지 않을 수도 있습니다. 물론 그 경쟁자도 타사가 아닌 엔비디아 GTX 제품군이 된다는 점이 아이러니한 일입니다.

그럼에도 불구하고 흐름 자체는 RTX의 출시로 인해 어느 정도 정해지지 않았나 합니다. 그래픽 성능과 품질을 높이기 위한 방법으로 기존의 관행을 벗어나 레이트레이싱과 AI를 동원한다는 발상과 이를 실현한 엔비디아의 뚝심은 분명히 인정해줘야 할 것이고 이후에도 적절한 연구 개발과 지원이 있다면 시간이 지날수록 그 값어치를 드러낼 것입니다.

물론 앞에서도 말한 가격 부분 또한 시간이 해결해 줄 부분이겠죠. 그 전까지는 수많은 게이머들 또한 현재를 위한 GTX냐, 미래를 위한 RTX냐는 선택으로 인해 갈등을 느끼게 될 것 같습니다.

1. 위 사진에는 잘못 적혀있습니다. [본문으로]