엔비디아·AMD, 4K 게임 성능향상 기술 경쟁

AI 활용한 엔비디아 'DLSS' vs 범용성 강조한 AMD '피델리티FX SR'

엔비디아와 AMD가 4K 이상 고해상도 게임 성능 향상 기술 경쟁에 나섰다 . (사진=지디넷코리아)

엔비디아·AMD 등 그래픽칩셋 제조사가 4K 이상 고해상도 게임 성능을 높일 수 있는 기술 경쟁에 뛰어들었다. 영상 뿐만 아니라 게임에서도 4K 해상도를 원하는 소비자들이 늘어나고 있지만 기존 방식으로는 초당 60프레임 이상 성능을 내기가 어렵기 때문이다.

엔비디아는 2018년 지포스 RTX 20 시리즈와 함께 선보인 DLSS(딥러닝 슈퍼 샘플링) 기술로 4K 이상 게임에서 그래픽카드 부하를 줄이며 성능을 향상시켰다. AMD도 이달 초 컴퓨텍스 2021 기조연설에서 유사한 기술인 피델리티FX SR(슈퍼 레졸루션)을 공개했다.

■ 최고 성능 그래픽카드로도 4K는 60프레임이 고작

4K(3840×2160 화소) 화면을 채우는데는 풀HD(1920×1080 화소) 대비 4배 이상의 화소가 필요하다. 특히 최신 게임의 주류를 이루는 3D 게임에서 4K 화면을 구현하려면 2D 이상의 부하가 걸린다.

지포스 RTX 3080 Ti 등 최신 그래픽카드로도 4K 처리에는 상당한 성능이 필요하다. (사진=엔비디아)

현재 가장 강력한 성능을 내는 것으로 알려진 엔비디아 지포스 RTX 3080 Ti급, 혹은 AMD 라데온 RX 6800 XT 등 탑재 그래픽카드로도 4K 화면을 초당 60프레임(60fps) 수준으로 그리는 데 그친다.

풀HD 해상도에서 초당 120 프레임 이상을 경험하던 소비자들에게도 이런 성능 격차는 달갑지 않다. 고심하던 그래픽칩셋 제조사들은 200만 화소급 풀HD 화면을 기반으로 4K와 유사한 화면을 보여줄 수 있는 기술 연구에 나섰다.

■ AI 활용해 화면 확대하는 엔비디아 DLSS

엔비디아는 2018년 9월 출시한 지포스 RTX 20 시리즈부터 DLSS(딥러닝 슈퍼샘플링) 기능을 적용했다. 200만 화소급 풀HD 화면을 생성한 다음 AI 기술을 이용해서 이를 QHD(2560×1440 화소)나 4K 수준으로 확대하는 것이다.

엔비디아의 DLSS 기술 설명 이미지

화면 확대는 그래픽칩셋에서 딥러닝을 처리하는 텐서 코어가 담당하고 엔비디아가 미리 슈퍼컴퓨터를 통해 학습을 마친 AI 모델을 활용한다. 엔비디아는 "AI 모델은 특정 게임이 아닌 모든 게임에 적용할 수 있도록 만들어졌다"고 설명했다.

현재 DLSS 기술은 언리얼 엔진, 유니티 등 주요 게임 엔진에서 지원되며 이를 실제로 지원하는 게임도 55개에 달한다. 사이버펑크 2077, 포트나이트 등 유명 게임에 이어 이달 말부터는 둠 이터널, 러스트 등도 추가될 예정이다.

■ AMD도 맞불...'피델리티FX SR' 공개

AMD가 이달 초 컴퓨텍스 2021 기조연설에서 공개한 피델리티FX SR 기술도 그래픽카드에 걸리는 부하를 줄이기 위한 기술이다. 풀HD급 화면을 확대하는 원리는 비슷하지만 AI 등 복잡한 기술 대신 '부분적 업샘플링'을 활용한다.

부분적 업샘플링은 그래픽칩셋에서 풀HD급 프레임을 만든 다음 고해상도로 확대하고 거칠어질 수 있는 부분을 임의로 메꾸는 방식이다. 엔비디아 DLSS와 달리 품질 수준을 울트라 퀄리티, 퀄리티, 밸런스드, 퍼포먼스 등으로 조절할 수 있다.

피델리티FX SR 적용시 성능 향상 차이. (그림=AMD)

또 RX 500 등 라데온 시리즈 뿐만 아니라 엔비디아 GTX 10 시리즈에서도 작동한다. AMD는 "지포스 GTX 1060에서 게임 '갓폴'(Godfall)을 실행할 때 피델리티 FX SR을 적용하면 최대 41% 가량 성능이 향상된다"고 설명했다.

■ 지원 게임 확보가 관건...엔비디아 DLSS '우위'

두 회사 기술 중 현재 가장 많은 게임을 확보한 기술은 엔비디아 DLSS다. 처음 제품 공개 이후 3년간 게임 개발사와 협업을 통해 현재까지 55개 이상의 게임을 확보했다.

AMD 피델리티FX SR은 후발주자이며 22일부터 정식 출시된다. 그러나 각종 게임 개발사, 혹은 이를 지원하는 게임 엔진이 부족하다. AMD는 "10개 이상의 게임 스튜디오와 엔진이 이를 지원할 것"이라고 밝혔다.

엔비디아 DLSS 지원 게임은 최근 60개 이상을 넘어섰다. (사진=엔비디아)

단 시장조사업체 존페디리서치에 따르면 현재 전세계 시장에서 AMD 라데온 그래픽카드의 점유율은 약 20% 대이다. 개발 인력이 상대적으로 적은 회사는 엔비디아 DLSS에 더 높은 우선 순위를 줄 수밖에 없다.

피델리티FX SR 기술로 만들어지는 게임 화면의 품질도 아직 검증되지 않았다.

엔비디아는 "DLSS 기술은 단순히 화소를 확대하는 데 그치지 않고 다양한 움직임을 처리할 수 있는 AI 모델을 활용한다"며 "또 물체의 움직임까지 계산에 넣기 때문에 보다 자연스러운 이미지를 만들 수 있다"고 설명했다.