이미 예상보다 훨씬 늦어버린 다이렉트X 10(쉐이더 모델 4.0) 지원 GPU가 서서히 그 모습을 드러내려 하고 있다. ATI와 엔비디아는 내년 전반기에 다이렉트X 10을 지원하는 GPU를 발표할 것으로 알려졌다. 여기에 더 힘을 얻는 것은 마이크로소프트가 발표할 새로운 운영체제인 윈도우 비스타가 다이렉트X 10를 지원할 것이라는 것이다.
GPU의 아키텍쳐와 기술의 발전은 API와 밀접한 연관을 맺으며 진행되고 있고, 현재 PC 데스크탑 및 모바일 GPU를 이끌고 있는 API는 마이크로소프트의 다이렉트X이다.
GPU와 API의 관계는 닭과 달걀의 관계와 같다. API가 완성되지 않으면 이를 지원하는 GPU를 설계하거나 시장에 출시할 수 없으며, GPU가 시장에 나타나지 않으면 완벽한 API를 만들 수 없기 때문이다. 따라서 새로운 GPU의 아키텍처가 나타나면 그를 토대로 API는 새로운 업데이트를 갖게 되며, 이렇게 늦어지는 API가 OS에 실리는 시기도 그만큼 늦게 되는 것이다.
● 프로그램 기능이 강화될 다이렉트X 10
다이렉트X 10은 GPU 아키텍처에 큰 변화를 가져온다. 마치 다이렉트X 8 버전이 다이렉트X 9 버전으로 업데이트됐을 때 만큼의 큰 변화가 생기는 것이다. 다이렉트X 10의 경우 한마디로 이전 세대 보다 한층 더 범용화된 프로세싱 과정을 거치게 된다고 한다. 즉, 초창기 다이렉트X의 경우 고정된 T&L 명령어나 멀티 텍스처링 등을 통해 3D 그래픽을 구현했는데, 이를 해결하기 위해 쉐이더라는 개념이 도입됐다.
쉐이더의 도입으로 기존의 고정 명령어들을 사용하지 않고 작업자가 이를 프로그래밍하여 GPU에 로딩시킬 수 있기 때문에 3D 그래픽의 획기적인 발전을 가져온 것이었다. 다이렉트X 10의 쉐이더 모델 4.0은 파이프라인을 기반으로한 범용 쉐이더(Unified Shader)를 그 기반으로 하고 있다. 이 범용 쉐이더의 출현이 이전 다이렉트X의 구조를 근본적으로 바꾸는 구조 변화의 중심에 있는 것이다.
이런 변화는 물론 실제 3D 그래픽을 프로그래밍하는 프로그래머들에게 그리 큰 변화가 아닐 수도 있다. 실제로 프로그래머들에게 가장 큰 변화는 다이렉트X 9이 등장하면서 나타난 HLSL(Higher Level Shader Language)이었다. HLSL을 통해 어려웠던 쉐이더 언어가 대중적인 모습을 띄게 되었기 때문이다.
그러나 GPU 측면에서 보자면 범용적인 GPU의 모습을 띄게 되는 첫 시발이 된다는 점에서 다이렉트X 10은 큰 의미를 가지게 된다. 기존의 다이렉트X는 3D 화면의 뼈대를 구성하는 ‘버텍스 쉐이더’와 그려진 버텍스에 픽셀을 입히는 ‘픽셀 쉐이더’로 나뉘어져 있었지만, 이것이 통합된 범용 쉐이더가 다이렉트X 10을 통해 최초로 선보여지는 것이다.
따라서 기존까지의 GPU는 버텍스와 픽셀 처리를 위한 별도의 리소스가 나뉘어져 설계되었지만 다이렉트X 10을 지원하는 새로운 GPU들은 이에 대한 구분이 없어지기 때문에 좀 더 유동적이고 효율적인 설계가 가능해지는 것이다.
● 다이렉트X 10 지원 GPU, 논리회로에 많은 리소스 투입
이렇게 다이렉트X 10 기반의 GPU가 범용화된 모습을 띄게 되면 GPU의 설계에서는 두 가지의 중요한 이슈가 생기게 된다. 첫 번째는 구분이 없어진 파이프라인에 쉐이더의 용도를 할당해야 하는 논리회로의 설계가 중요하고 복잡해지며, 두 번째는 이 논리회로의 사용을 위한 리소스(트랜지스터)가 더 많이 투입되어야 한다는 것이다.
ATI PC 비지니스 유닛의 부사장인 릭 버그만에 의하면 "다이렉트X 10을 지원하는 GPU들은 이전에 비해 약 30~40 퍼센트 정도의 논리회로의 확충이 불가피할 것이다"라고 이야기 하고 있다.
그는 이전 세대의 GPU와 같은 성능을 내기 위해 다이렉트X의 특별한 기능들을 별도로 GPU에 넣는 것은 흐름을 역행하는 것이라 이야기한다. 이전에 비해 범용화된 다이렉트X 10 기반의 GPU들이 이전과 같은 양의 논리 회로를 올린다면, 오히려 이전에 비해 그 성능이 떨어질 수도 있다.
이를 극복하기 위해서는 더많은 논리 회로를 GPU에 넣어야 하며, 이에 따라 GPU 내부에 논리 회로에 투입되는 공간은 이전에 비해 더 많아야 한다. 물론 이것이 전체 GPU 사이즈의 크기와 반드시 비례하는 것은 아니지만 결국 GPU의 크기는 지금보다 더 커질 것으로 예상되고 있다.
● 다이렉트X 10에는 새로운 제조공정이 필요?
따라서 다이렉트X 10 시대의 그래픽 카드들은 새로운 제조공정을 통한 작은 사이즈의 GPU를 장착하는 것이 필수불가결한 요소가 될 것으로 생각된다. GPU의 제조 공정이 실제 제품에 적용될 때까지 최소 3개월에서 최대 6개월이 걸리기 때문에 각 벤더들이 문제없이 일을 진행시킨다면 2007년 전반기에는 65nm 공정의 GPU를 만나볼 수 있게 된다.
정체되어 있던 다이렉트X 9을 대신해 다이렉트X 10이 선보여지는 것이 그리 순탄치만은 않은 것이 현실이나, 다이렉트X 10은 새로운 운영제체인 마이크로소프트 윈도우 비스타의 힘을 얻고 있다. 중요한 것은 다이렉트X와 윈도우 비스타의 개발사인 마이크로소프트가 다이렉트X 10으로의 이행을 서두르고 있다는 것이다.
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