nnVIDIA Quadro DDR

 nVIDIA사의 Quadro는 Gloria II를 필두로 해서 시장에 등장하기 시작하였다. 등장 초기부터 그 뛰어난 성능으로 인해서 기존의 미드레인지 급 비디오카드 시장에서 강력한 경쟁자로 떠올랐는데, 정작 사용자들은 그 정확한 성능에 대한 이해가 부족한 것이 사실이었다. 얼마전 Quadro DDR의 레퍼런스 제품이 처음 모습을 보였고 이 카드에 대한 성능에 모두가 궁금해하고 있다.

외국의 하드웨어 리뷰 사이트인 Anandtech에서는 Quadro DDR, SDR, GeForce 이 세가지 모델에 대해서 상세한 벤치마크 기사를 실어놓고 있다. 여기에 그 전문의 번역문을 올려놓는다. 국내에서도 상당히 이슈가 되고 있는 Quadro의 DDR 버전의 성능에 대해서 Gary Jones의 평을 들어보자.

출처 : http://www.anandtech.com
원문 : http://www.anandtech.com/html/articledisplay.cfm?document=1144&pagenum=1
저자 : Gary Jones

시작에 앞서...

NVIDIA사의 쿼드로 및 GeForce에 기반한 카드들의 출시는 모든 기술적인 작업을 함에 있어서 강력한 그래픽 가속기에 의존하는 프로페셔널 유저들에게는 하나의 충격일 것이다. NVIDIA의 쿼드로와 GeForce GPU(Graphics Processing Unit)은 초당 500억번의 부동소수점 연산을 수행한다.(50GFLOPS). 이것은 기존에 존재하던 메인스트림 레벨 그래픽 가속기들이 트랜스포밍 및 광원 가속기능을 포함해서, 초당 50억번의 부동소수점 연산을 수행할 수 있었던 것에 비하면 비약적인 성능의 향상이다. Quadro DDR 그래픽 카드는 NVIDIA의 제품군 중 최상위 제품군이며, NVIDIA 칩셋에 기반한 카드 중에서 당연히 가장 강력한, 그리고 가장 비싼 제품이다.

NVIDIA의 Quadro GPU(NV10GL)은 일반 사용자 수준의 GeForce(가격은 잠시 논외로 하고)와는 좀 다른 성격을 지닌다. 이것은 GeForce가 하이엔드 솔루션을 위해서 개발된 것이 아니기 때문에 GeForce에서는 사용할수 없도록 해 놓은, 반면에 Quadro에는 포함된 몇몇 기능에 기인한다. 예를 들어, 이렇게 Quadro에 포함되어 있는 기능들 중에서 선 및 점에 대한 보다 강화된 안티알리아싱 지원기능은 아직까지 대다수의 일반 사용자들에게는 필요없는 기능이며, GeForce가 매우 취약한 부분이기도 하다. 혹여, 이러한 기능들이 크랙이나 레지스트리의 조정을 통해서 GeForce에서 가능해진다고 하더라도 이것은 NVIDIA사에 의해서 원천적으로 사용할 수 없도록 하고 있기 때문에 아직은 불확실하다. 현 시점까지 그러한 "마법의 크랙"은 발견되지 않고 있다.

문서상으로, NVIDIA의 Quadro는 GeForce를 매우, 매우 닮아있다. 몇가지 예외점을 제외하면. 우선, Quadro의 코어 클럭은 135MHz이며, 이것은 GeForce의 120MHz에 비해서 단지 15MHz 향상되었을 뿐이다. 높은 코어 클럭은 Quadro가 초당 5억 4천만개의 픽셀을 처리하도롤 하는, 약 13% 정도 더 높은 성능을 제공할 수 있게 한다. Quadro는 또한 GeForce가 초당 1천만~1천5백만개의 트라이앵글을 처리할 수 있던 것에서 마찬가지 비율로 향상되어서 초당 최대 1천 7백만개까지의 트라이앵글을 처리할 수 있다. Quadro의 보드 디자인(SDR, DDR 포함)은 일반적으로 64MB의 메모리를 장착할 수 있도록 하고 있으며, GeForce가 대개 32MB의 메모리만을 장착하는 것을 생각한다면 이 두 카드 사이의 가장 큰 차이점이다.

GeForce와 Quadro를 사용한 카드가 처음 발표될때에는 166MHz로 동작하여서 2.656GB/s의 메모리 전송대역폭을 가지는 128bit의 SDR(Single Data Rate-1번의 클럭에 데이터를 1회 전송) SDRAM을 장착하도록 되어있었다. 이 디자인에서 제공해주는 메모리 전송 대역폭은 렌더링 작업이 상당히 많은 몇몇 작업에는 적합하지 않다. 이 문제에 대한 NVIDIA의 해결안은 DDR SDRAM(Double Data Rate - 1번의 클럭에 데이터를 2회 전송)을 사용하는 것이었다. 이 DDR SDRAM은 150MHz로 동작하며, 4.8GB/s의 메모리 전송 대역폭을 가지게 된다.(이것은 SDR에 비해서 80.7% 향상된 것이다.)

DDR의 사용성 외에 Quadro의 디자인에서는 기존의 3D 칩셋 제작업체인 3D Labs, Intergraph, E&S등과 프로페셔널 그래픽 카드 시장에서 경쟁할 수 있는 NVIDIA의 강화된 기능이 추가되어 있다.

Quadro의 DDR 버전 가격은 $650 정도로 SDR 버전보다 비쌀 것이다. 이 가격차이는 GeForce의 가격차이 비율과 유사하며, 메모리가 2배이므로 당연히 가격차이도 2배가 된다. 따라서 실질적인 Quadro DDR 버전의 가격은 미화로 대략 $830 정도가 될 것인데, 과연 성능의 차이가 가격의 차이만큼이나 가치있을 것인지는 궁금할 뿐이다.

NVIDIA가 가지는 또다른 문제는 투입시기이다. Quadro DDR의 양산 버전은 아직 시장에 등장하지 않았으며, 차세대 칩셋인 NV15 GPU를 사용한 그래픽 카드가 이번 봄이 지나기 전에 시장에 투입될 것이다. NV10GL 칩셋을 사용한 카드(Quadro DDR, SDR)이 최고의 자리를 차지하고 있을 수 있는 시간이 얼마 남지 않았다는 것이다.

어플리케이션 테스트

전문 어플리케이션 및 그와 관련된 필요성은 이 전문가용 그래픽카드 시장을 이끌어가는 요소이다. 일반적으로 어플리케이션들은 기계 분야의 CAD에 사용되는 것, 예를 들어서 PTC의 프로엔지니어나 솔리드웍, SDRC Ideas 등이나 마야 또는 3DS MAX 같은 비주얼라이제이션/시물레이션 어플리케이션 등이다. 그 목적이 엔터테인먼트에 있는 게임 유저의 시장에서와는 다르게, 이러한 시스템들은 기업의 작업 장소에서 높은 생산성과 비용절감이라는 두가지 목적을 가져야 한다.

MCAD 공정의 목적은 기본적으로 "art to part"라는 단어로 귀결된다. 기본적으로 종이가 없는 작업환경을 지향하기 때문에 엔지니어들은 제품과 그 구성 부품및 각각의 파트에 대한 컨셉을 잡고, 디자인하고, 분석하는 과정을 MCAD 프로그램의 데이터베이스에 실려있는 데이터에 근거해서 작업해야 한다. 또한 이러한 반복과정 속에서 데이터베이스는 제조설비를 가동시키기 위해 컴퓨터를 사용한 제조공정(CAM)을 생성하는데에 사용되어야 한다. 고전적인, 종이를 사용하는 2D 드로잉(청사진이라고 한다)은 사용하지 않으며, 필요하지도 않다. 이러한 종류의 작업과정은 새로운 제품이 시장에 출시되기까지의 소요시간을 감소시켜준다. MCAD에서 필요로 하는 보다 자세한 내용에 대해서는 ELSA의 Gloria II를 참조하기 바란다. 이러한 급의 어플리케이션에 가장 요구되는 것은 일반적인 관점에서 보면 매우 높은 폴리곤 처리수이다.

마야나 3DS MAX 등의 비주얼라이제이션/시물레이션 어플리케이션들은 MCAD 어플리케이션 류와는 서로 다른, 하지만 하지만 절실하게 필요한 요구사항을 가지고 있다. MCAD 어플리케이션은 기본적인 데이터를 기록하기 위해서 매우 높은 정확도(64bit의 부동소수점 연산)를 요구하는 반면에 이러한 어플리케이션들의 최종 작업 결과물은 기계적으로 만들어진 금속 조각이 아니라 단지 화면에 보여주는 것이므로 보다 정확한 디스플레이를 필요로 한다.

경쟁 칩셋들

NVIDIA는 전문 웍스테이션용 그래픽 카드 시장에서 3D Labs나 E&S, Diamond, Intergraph를 포함하는 회사들과 경쟁하고 있다. NVIDIA의 Quadro 칩셋에 기반한 그래픽 카드와 기존의 경쟁 제품들이 가지는 주요 특징들은 아래 표에 나열되어 있다.
 

각 그래픽카드빌 비교표
그래픽카드	소비자가격	전문 그래픽어플리케이션용 드라이버 지원	지오메트리칩셋	시용메모리
NVIDIA Quadro DDR	Unknown	Not Yet	On-chip 50 GFLOPS	64MB - 128 bit DDR
ELSA GLoria II - NVIDIA Quadro SDR	$650.00	Yes	On-chip 50 GFLOPS	64MB - 128 bit SDR
3DLabs VX1	$200.00	Yes	Host CPU	32 MB - 128 bit SDR
3DLabs GVX1	$680.00	Yes	On Card - 3 GFLOPS	32 MB - 128 bit SDR
3DLabs GVX210	Unknown	Yes	On Card - 5 GFLOPS	64 MB - 256 bit SDR
E&S Lighting 1200	$400.00	Yes	Host CPU	15 MB 3DRAM, 16 MB CDRAM
E&S Tornado 3000	$1,250.00	Yes	Host CPU	30 MB 3DRAM, 16 MB CDRAM
Diamond Fire GL1	$770.00	Yes	Host CPU	32MB - 256 bit SDR

이들 제품군 이외의 하이엔드 제품군들은 웍스테이션 자체에 내장되어서 판매되고 있으며 그들은 아래와 같다.

1) 인터그래프사의 Widcat - Intergraph, Dell, Compaq, IBM의 웍스테이션에 들어가고 있다.
2) HP의 fx+ 시리즈 - HP의 웍스테이션에 포함되어 있다.
3) SGI의 NT 웍스테이션 라인에는 SGI의 자체적인 그래픽 프로세서인 Cobalt가 내장되어 있다.
4) NEC의 새로운 하이엔드 NT 웍스테이션 라인에는 NEC의 새로운 TE4E 그래픽 시스템에 내장되어 있으며 일본에서만 한정적으로 약 $15000~25000정도에 판매되고 있다.

가격 - 현재 시장에서 팔리는 가격으 ㄴ대략 $500~1000 정도 사이이며 이것은 18개월 전에는 대략 $2000~3000정도였다.

드라이버 - 이 시장에서 팔리는 드라이버는 OpenGL 드라이버를 내장하고 있다. 이것은 메인스트림 레벨의 테크니컬 어플리케이션들에 적합하게 작동하도록 해 준다.

지오메트리 칩셋 - 지오메트리 칩셋은 보다 정교한 트랜스포밍 및 광원효과를 하드웨어적으로 지원하며 이것은 거대한 모델을 가지고 작업할 때 실제적인 성능향상의 이득을 가져다준다.

사용메모리 - 그래픽 카드의 메모리 디자인은 잠재적인 필 레이트 성능을 추측할 수 있는 좋은 지표가 된다.

Quadro GPU의 디자인은 경쟁 칩셋들에 비해서 중요한 잇점 하나를 가지고 있는 것으로 보인다. 이 칩셋은 칩셋 자체에 내장되어 있는 50GFLOPS의 지오메트리 칩셋이 있다는 것이다. 다른 카드들 중에서는 오로지 3D Labs사의 GVX1과 GVX210, 그리고 매우 비싼 Wildcat 4110 카드만이 이러한 특화된 하드웨어적 기능을 가지고 있다. 하지만 다른 카드들은 모두 칩셋 외부에 이 지오메트리 칩셋이 존재하며, 그 속도가 Quadro의 그것에 비해서 10~15배정도 느리다는 것에 주목해볼 필요가 있다.

NVIDIA Quadro DDR에 대해서
Quadro DDR 카드 디자인 및 테스트 환경
SPEC의 GLperf
Intergraph 3D ExerciZer, Indy 3D
SPEC의 Viewperf
OCUS R20 Pro/E
SPEC의 APC Pro/E
CPU 사용률 및 이미지 품질
결론