패키지 게임 역시 ‘Unreal Tournament 2003’이나 ‘둠3’, ‘언리얼2 엔진’을 사용한 Raven Shield, C&C General 등도 2003년 기대작으로 손꼽히고 있기 때문에 그래픽카드의 업그레이드는 2003년을 넘어서면서 대대적으로 있을 것이기에 그래픽 카드의 이해와 구성에 대해서 알아보고, 현재 출시되고 있는 제품에 대해 간단히 비교해 보며, 이를 대비해 업그레이드를 준비 중인 PC방 사장님들에게 조금이나마 도움을 드릴수 있을까 해서 이글을 시작한다.
■그래픽카드의 구성■
▲ VGA 칩셋 (그래픽 프로세서)
그래픽 프로세서는 시스템에서 프로세서와 같은 역할을 하기 때문에 GPU라 부르며 기초적인 그래픽 데이터들을 처리하게된다.
대부분의 반도체 칩들이 그러했듯이 그래픽 칩셋도 초기에는 여러 개의 반도체 칩(Chip)으로 구성되었지만 기술이 발전함에 따라서 다양한 기능들을 하나의 칩에 집적시킬 수 있게 되었다.
VGA 칩셋은 컴퓨터의 CPU와 비교될 수 있을 정도로 중요한 부분으로 모니터에 보내는 모든 정보를 조절하기 때문에 GPU라고 부르기도 한다.
▲ VGA 칩셋의 기능
VGA 칩셋은 프로그램에서 시스템 버스를 통해서 그래픽 정보를 보내게 되면 VGA에 있는 메모리에서 일정한 형식으로 데이터를 저장하는 것이 기본적인 동작이지만, 3차원 가속기능이 중요시되면 VGA들은 프로세서 보다 훨씬 더 복잡해지면서 다양한 기능을 추가하는 추세이다.
기존의 경우 선이나 사각형과 같은 간단한 도형을 그릴 경우에도 프로세서가 각각의 픽셀의 위치를 계산하면서 그려나갔지만, 최신 그래픽 프로세서들은 간단히 정해진 명령어만을 전송함으로서 프로세서에서 직접 그래픽 처리를 할수있게 되었다. 이렇게 그래픽 프로세서에서 데이터를 직접 처리하게 되면 그만큼 프로세서의 작업량을 줄여주기 때문에 여분의 프로세서 자원을 바탕으로 다른 일을 처리할 수 있어 전체적인 작업속도가 빨라진다.
이외에도 메모리의 일정 영역을 다른 그래픽 메모리 영역이나 시스템 메모리 영역으로 이동하는 BITBLT(BIT BLock Transfer) 기능, 컬러 형식 변환기(CSC, Color Space Conversion)와 별도의 오버레이 보드 없이도 화면을 겹쳐서 출력하는 등 다양한 기능을 가지고 있다.
▲ 메모리
VGA에 사용되는 메모리를 일반적인 시스템 메모리와 구분하여 프레임버퍼(Frame Buffer)라고 하며 화면에 디스플레이 될 정보를 임시적으로 저장해 두는 곳이다.
3D 가속 기능을 처리하기 위해서 여분의 메모리 공간이 필요한데, 이 메모리를 화면에 출력되지 않는 영역이라는 뜻에서 Off Screen Buffer로 구분하며 VGA 메모리 중에서 프레임버퍼로 이용하고 남은 영역을 사용한다.
VGA에 사용하는 메모리는 고해상도에서 많은 컬러를 표현하기 위해서 상대적으로 많은 양의 메모리와 빠른 메모리 동작속도를 가지고 있어야 하는데, 그래픽 메모리의 동작속도를 향상시키기 위해서는 다음의 방법들이 주로 사용된다.
가장 일반적인 방법으로 메모리 자체의 동작 속도를 빠르게 하거나 그래픽 처리를 빠르게 할 수 있도록 설계된 램을 사용하는 것이다. 또 하나의 방법은 프로세서와 메모리간의 데이터를 전송하는 버스(bus)의 비트 수를 높여서 한번에 많은 자료를 전송할 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 64비트 그래픽 프로세서 또는 128비트 그래픽 프로세서로 표현할 때 여기서 64 또는 128 비트가 의미하는 것이 바로 그래픽 프로세서와 그래픽 메모리간의 버스의 규격을 뜻한다.
보통 64비트 버스의 그래픽 프로세서가 많이 사용되어지고 있지만, 최신 그래픽 카드들인 Nvidia의 Geforce 시리즈, ATI Radeon 시리즈, MGA의 Gx00시리즈 등은 기본으로 128비트의 메모리 인터페이스를 가지고 있다.
램댁(RAMDAC)은 팔레트 정보를 저장하고 있는 CLUT(Color Look-Up Table)와 메모리에 디지털 형태로 저장되는 그래픽 정보를 아날로그 수평/수직 신호로 변환하는 DAC(digital to analogue convertor)로 구성된다.
CLUT는 256개의 메모리 블록으로 구성되며, 각각의 블록은 3바이트 크기로 R/G/B 값을 저장하고 있다. 256컬러 모드를 사용할 경우 실제로 화면에 출력되는 각각의 컬러는 CLUT에 저장된 R/G/B 정보에 따라서 결정된다.
이처럼 컬러 값은 CLUT에 저장하고 CLUT의 번호를 이용하여 컬러를 표현하는 방식을 인덱스 컬러모드(Indexed Color Mode)라고 한다. 그러나, 16비트 컬러 이상에서는 컬러 값을 R/G/B 비트로 분리하여 컬러를 지정한다.
인덱스컬러 모드에서는 그래픽 메모리에 색인 값을 저장하고 있는데, 이 색인 값은 CLUT에 저장되어 있는 컬러 코드 정보의 번호이다. 이 색인 값을 참조하여 CLUT에서 컬러 값을 찾아서 DAC으로 전달하면 모니터로 출력되는 수평/수직 주파수에 컬러 값을 싣게 되는것이다
16bpp 모드에서는 컬러 코드값을 표현할 때 5650이나 5551로 비트를 나누어 RGB 값을 나타내고, 이 값을 직접 DAC로 전달하여 모니터로 출력되는 수평/수직 주파수에 컬러 값을 싣게 된다.
24bpp 모드는 8880으로, 32bpp 모드는 8888로 나타내며 실제 컬러를 지정하는 R/G/B 값은 둘다 24비트로 16.7M 컬러를 지정한다.
그래픽 화면의 해상도와 색감 및 선명도는 램댁의 성능에 따라서 많은 차이를 보이게 되는데, 이것은 17인치 이상의 대형 모니터가 주류를 이루어 가고, 고해상도에서 높은 컬러 밀도를 필요로 하는 작업에서 램댁이 매우 중요한 의미를 가지게 된다는 뜻이다.
화면을 구성하는 그래픽 정보의 양이 상대적으로 많아지게 되면 단위 시간당 변환해야 하는 그래픽 정보의 양도 급격히 늘어나기 때문에 빠른 램댁을 사용해야 한다.
※내장 램댁에 관하여
초기의 VGA에서는 그래픽 프로세서와 램댁을 따로 구성하였지만, 공간 활용과 기술발전에 따라서 프로세서 자체에 램댁 기능을 포함시키는 내장형이 주류를 이루고 있다.
또는 일반적인 성능의 램댁을 내장하여 저용량의 그래픽 메모리를 사용하는 경우에는 그래픽 프로세서 자체로 모든 작업을 처리할 수 있도록 하고 고용량으로 메모리를 확장시키는 경우에는 프로세서에 별도로 마련된 램댁 버스를 이용하여 고속의 외장 램댁을 장착하는 경우도 있다. 현재 고가의 워크스테이션용 그래픽 카드를 제외하고는 대부분은 램댁을 칩셋안에 내장하고 있는 추세이다.
1600×1280 해상도에서 75Hz의 수직 주파수를 처리하기 위해서는 일반적으로 200MHz의 성능을 갖는 램댁이 필요한데, 최근의 3D 그래픽 칩셋들은 300MHz 이상의 램댁을 기본으로 85Hz까지 수직 주파수를 지원하고 있다.
▲ 확장 커넥터
VGA에는 VESA에서 규정한 규격을 지원하는 피처 커넥터(Freature Connector) 또는 VGA 고유의 확장 커넥터(Add-on Connector)를 가지고 있다. 이것은 멀티미디어 보드들에서 그래픽 카드의 동작 상태등의 정보를 얻기 위해 사용하는 인터페이스로, 기본 사양이 구형의 VGA에 맞게 설정되어 있기 때문에 최근의 VGA에서는 제대로 화면의 주파수 값을 정상적으로 전달할 수 없는 문제점을 가지고 있기도 하며, 멀티미디어 가속기능이 기본적으로 포함되는 추세이기 때문에 최근에는 피처 커넥터를 거의 사용하지 않고 있다.
VGA 제작사에서는 피처 커넥터와 호환을 유지하며 회사마다 별도의 규격을 정하여 확장된 규격을 지원함과 동시에 멀티미디어를 지원할 수 있는 확장 보드나 멀티미디어 프로세서를 발표하고 있다.
VESA에서는 확장규격이 회사마다 다르게 구성이 되고 있기 때문에 상호 호환이 되며, MPEG-2/HD-TV와 같은 고해상도의 멀티미디어 규격을 지원할 수 있도록 VMI(Video Module Interface) 규격을 제안하였다.
▲ 버스 커넥터
컴퓨터 성능이 높아지면서 상대적으로 단위 시간당 소비되는 데이터의 양도 급속하게 늘어나게 되었다. VGA 카드나 I/O 카드처럼 상대적으로 많은 자료의 입출력을 담당해야 하는 장치에서는 상대적으로 떨어지는 버스 성능 때문에 시스템의 병목현상을 가져오게 되었다. 그래서 새로운 인터페이스에 대한 요구가 높아지게 되었다.
실제로 3D 그래픽 기술이 발달함에 따라서 VGA로 전송해야할 그래픽 정보의 양이 급격히 커짐에 따라서 PCI 버스는 성능의 한계에 부닺히게 되었다. 이에 대한 해결책으로 인텔은 새로이 AGP(Advanced Graphic Port)규격을 제안하였다.
■그래픽카드 제품 비교■
▲ ATi Redeon 7500
Redeon 7500은 카리스마 엔진을 개량한 RV200을 달았고, 새로운 Redeon 시리즈 가운데 허리 역할을 맡는다. 0.15 미크론 공정으로 만든 RV200 프로세서는 270MHz로 작동하고 발열량이 적다. 메모리는 하이닉스 반도체가 만든 4ns짜리 DDR SD램을 쓴다. 작동클럭은 230MHz이지만 DDR램이기 때문에 실제로는 460MHz의 효과를 낸다. 하이드라비전 기술을 써서 최대 2,560×1,024화소로 모니터 두 대를 거느리는 재주가 있다. 상위 모델인 Redeon 8500에 있는 DVI 포트와 TV 아웃 포트도 똑같이 갖췄다.
- 제조사 : ATi
- 그래픽칩셋 : Redeon(RV200)
- 제조공정 : 0.15 마이크론
- 메모리 : 4ns 듀얼 DDR SD램 64MB
- 작동속도 : 코어 270MHz, 메모리 460MHz(230MHz DDR)
- 가격 : 70,000 ~ 90,000원
▲ATi Redeon 8500
Redeon 8500은 세계 그래픽카드 시장을 손안에 넣고 있는 Ndivia의 얼굴마담 GeFroce 3 Ti 500과 경쟁할 수 있는 유일한 제품이다. 프로세서의 트랜지스터 수만 해도 6천만개로서, 5천700만개인 GeFroce3 Ti 500을 앞선다. 메모리도 지금까지 나와 있는 것 중에서 가장 빠른 3.6ns짜리 DDR SD램을 달았다. 동영상 재생 전용 프로세서인 레이지 씨어터(rage theater) 칩을 달아 DVD나 동영상을 재생할 때 더 선명하고 화사한 화질을 볼 수 있도록 도와준다. - 제조사 : ATi
- 그래픽칩셋 : Redeon(R200)
- 제조공정 : 0.15 마이크론
- 메모리 : 3.6ns 128비트 DDR SD램 64MB
- 작동속도 : 코어 275MHz, 메모리 550MHz(275MHz DDR)
- 가격 : 120,000 ~ 140,000원
▲nVIDIA GeForce 2 MX 400
세계 최초로 64M 메모리를 사용하여 자체 개발, 윈도우 환경을 비롯하여 빠른 그래픽 처리 속도를 필요로 하는 최신의 3D게임에서 최상의 그래픽 환경을 제공한다. 또한 풀스크린, 풀프레임의 비디오 재생 기능과 AGP 4X 버스 인터페이스와 같은 시스템 기술을 지원한다. GeForce2 MX400 64M은 128bit SDRAM 및 64bit DDR SDRAM 을 지원한다.
GeForce2 MX400은 향상된 2세대 하드웨어 T&L 엔진과, 최고 속도의 2D/3D 가속 기능 제공하며 고성능 128비트 2D/GUI/다이렉트드로 가속 기능과 Katmai와 3Dnow!에 최적화된 환경 제공 한 다이렉트3D와 오픈GL 100% 호환 지원하며 인텔 펜티엄III CPU와 AMD CPU 에 최적화된 드라이버로 최대 해상도 2048 x 1536 트루컬러 지원 한다
고해상도 비디오 프로세서 사용으로 풀스크린, 풀프레임의 DVD 재생 기능(S/W DVD 플레이어 별도 구입)과 다이렉트쇼, MPEG-1, MPEG-2, Indeo 등을 위한 비디오 가속 기능을 지원한다.
- 제조사 : nVIDIA
- 그래픽칩셋 : Geforce2 mx400
- 코어 클럭 200MHz
- 메모리 : SDRAM(6ns) 32/64MB
- 작동속도 : 코어 200MHz, 메모리 클럭 166MHz
- 가격 : 50,000 ~ 60,000원
▲nVIDIA GeForce 4 MX 420
인사이드 지포스4 MX420은 nVIDIA의 Geforce4 MX420 그래픽 칩셋에 DDR SD램 64MB을 장착한 보급형 모델로서, 오피스 작업이나 인터넷 서핑 등 일반 작업에 적합하다.Geforce4 MX의 nVIEW, Accuview AA, LMA II 등의 기능을 통해 3D 애플리케이션 작업시 다양하고 뛰어난 성능을 발휘한다. 특히 최대 2048 x 1536의 해상도를 지원하는 아날로그 CRT 모니터 출력과 1024 x 768의 해상도를 지원하는 TV 출력 기능을 기본 제공함으로써 인터넷 작업 및 DVD 재생시 최적의 환경을 제공한다. 물론 DVI(Digital Visual Interface) 기능은 옵션으로 따로 선택이 가능하다.
- 제조사 : nVIDIA
- 그래픽 칩셋 : nVIDIA Geforce4 MX420 GPU
- 메모리 : DDR SD램 64MB
- 동작클럭 : 코어 250MHz 메모리 333MHz
- 가격 : 70,000 ~ 80,000원
▲nVIDIA GeForce 4 MX 440
인사이드 지포스4 MX440은 nVIDIA의 Geforce4 MX440 그래픽 칩셋을 장착한 고급형 모델로서, 128비트 메모리 인터페이스에 64MB의 DDR 메모리를 사용함으로써 고해상도에서 최상의 3D 그래픽 환경을 제공 한다.Geforce4 MX의 nVIEW, Accuview AA, LMA II 등의 기능을 통해 3D 애플리케이션 작업시 다양하고 뛰어난 성능을 발휘한다. 특히 최대 2048 x 1536의 해상도를 지원하는 아날로그 CRT 모니터 출력과 1024 x 768의 해상도를 지원하는 TV 출력 기능을 기본 제공함으로써 인터넷 작업 및 DVD 재생시 최적의 환경을 제공한다. 물론 DVI(Digital Visual Interface) 기능은 옵션으로 따로 선택이 가능하다.
- 제조사 : nVIDIA
- 그래픽 칩셋 : nVIDIA Geforce4 MX440 GPU
- 메모리 : 삼성 6ns SDRAM 64MB
- 동작클럭 : 코어 270Mz 메모리 400Mz (200MHz x 2)
- 가격 : 75,000 ~ 95,000원
「 지금까지 그래픽카드의 구성과...그래픽카드 시장의 양대산맥인 nVIDIA와 ATi의 제품군들을 간단히 나마 비교해 보았다.
일반적으로 PC방의 비디오카드 업그레이드 제품으로는 모든 게임의 기준이되고, 가격 대비 성능이 우수한 GeForce2 MX400과 GeForce4 MX440 정도를 추천해 드리고 싶다.
GeForce2 MX400과 GeForce4 MX440 을 P3 866 급에서 사용해본 결과 현재 베타테스트중인 3D풀온라인게임들이 별 물의 없이 돌아가는 것으로 확인되었다. 이 글이 업그레이드를 준비하시는 사장님들에게 조금이나마 도움이 되었으면 하면서, 이글을 마친다.」