<리뷰 & 벤치마킹>그래픽카드의 3D 가속 기술

현재 그래픽카드들은 CPU와 마찬가지로 데이터 처리 속도를 높이기 위해 다양한 기술을 적용하고 있다. 이 기술들은 업체마다 다른 이름을 붙이고 있지만 의미는 거의 같다. 현재 그래픽카드에 적용되는 대표적인 3D 가속 기술 세 가지 분야를 정리했다.

◇HW T&L(Hardware Transform and Lighting)

3D 연산에서 기하학적인 구조의 연산은 대부분 CPU가 도맡아 해왔다. 이러한 작업의 편중은 더욱 빠른 CPU를 필요로 하게 됐으며 결국 CPU에 부하를 가중시켰다. 그래픽카드는 이같은 CPU의 부담을 덜어주기 위해 기하학적인 연산을 처리하는 구조, 즉 GPU(Graphic Processor Unit)라는 별도의 프로세서를 부착하고 있다. GPU에서 처리하는 연산 중 많은 부분이 3D 그래픽의 기본인 좌표의 이동 및 변환과 광원 효과이기 때문에 HW T&L이라는 명칭이 붙게 됐다.

만일 구입하고자 하는 그래픽카드에 이 기능을 지원한다는 문구가 빠져있다면 그 그래픽카드는 CPU의 부담을 덜어주지 못한다고 봐도 무방하다.

◇하이퍼(hyper) Z, 타일 기반 렌더링(tile based rendering), HSR

이름은 각각 다르지만 이 기술들의 기본적인 원리는 동일하다. 이 기술은 그래픽카드가 3D 개체 중 눈에 보이는 3D 개체만을 연산하도록 만드는 것이다. 즉 눈에 보이지 않는 3D 연산은 그래픽카드가 처리하지 않고 다른 연산을 하게 되므로 그에 따른 성능 향상을 꾀하는 것이다. 눈에 보이고 안보이는 3D 개체의 구분은 어떻게 할까. 3D 그래픽의 연산은 실제 눈에 보이는 것은 2D로 출력되지만 그래픽카드에서 가상적인 Z축을 만들어 연산을 하는데, 각각의 오브젝트에 해당하는 Z좌표 값을 비교해 실제 뒤에 있는 Z좌표의 픽셀 처리는 아예 처리를 하지 않는 방법을 사용한다.

이러한 원리를 적용한 기술을 그래픽카드 업체들은 각사의 독특한 기술을 바탕으로 서로 다른 이름을 붙인 것이다.

◇전체 화면 안티 에일리어싱(full scene anti-aliasing)

그래픽카드의 성능이 떨어질 경우 화면에 나타나는 선이 계단모양으로 표현된다. 이것을 에일리어싱이라고 하는데 최근의 그래픽카드들은 에일리어싱을 극복하기 위한 안티 에일리어싱 기술을 개발했다.

현재 구현되는 안티 알리어싱의 대표적인 기술은 기본적으로 소프트웨어적인 방법과 하드웨어적 방법으로 구분된다. 대표적인 소프트웨어적 방법론으로는 엔비디어사의 지포스계들과 ATI의 레이드온 제품이 이에 속하며, 보다 세부적인 안티 에일리어싱 기법으로는 OGSS(Ordered Grid Super-Sampling)의 기법을 사용하고 있다. OGSS 기법은 순차적인 화소를 이용한 것으로 여유 메모리인 버퍼를 이용해 렌더링을 하는 것이다.

다음으로 하드웨어적 방법론으로는 3Dfx의 VSA-100칩세트가 대표적인 예다. VSA-100칩세트는 하드웨어적 버퍼를 갖추고 안티 에일리어싱을 수행한다.