그래픽 카드 5종 벤치마크

벤치마크 소개
이번 벤치마크에서는 ATi와 엔비디아 양대 진영의 우열을 가리기보다는, 윈도우 비스타나 H.264 재생 프로그램등에서 각 GPU가 어떤 특성을 보이는 지 파악하는 것을 목표로 삼았다. 이를 위해 그래픽 카드 5종을 섭외하여 벤치마크를 진행했다.

먼저 퓨처마크사의 '3D 마크 05' 와 '3D 마크 06' 을 통해 각 그래픽 카드의 성능을 측정하였다. 3D 마크 05와 3D 마크 06은 각각 셰이더 모델 2.0 과 3.0을 지원하는 그래픽 카드를 대상으로 만들어진 벤치마크 프로그램이므로, 각 셰이더 모델에 따라 달라지는 그래픽 카드의 특성을 파악할 수 있을 것이다.

하지만 3D 마크 시리즈가 아무리 실제 게임에 사용되는 그래픽 효과를 벤치마크에 적용한다 해도, 실제 게임과는 엄연한 차이가 있는 것이 사실이다. 따라서 '퀘이크 4(Quake 4)'와 'F.E.A.R' 등 실제 게임에서 각 그래픽 카드의 초당 평균 프레임을 측정했다.

아울러 최근 윈도우 비스타의 빌드 5472 버전이 인터넷 상에 유출된 바 있다. 이를 입수하여 벤치마크용 PC에 설치한 다음, 최신 사용자 인터페이스인 에어로를 적용할 때 각 GPU 별 성능 차이도 함께 측정했다.

마지막으로 ATi의 AVIVO 기능과 엔비디아의 퓨어비디오 기능을 이용할 때, H.264 코덱으로 인코딩된 동영상을 재생할 때 CPU 점유율의 변화를 살펴보았다. 이외에 추가로 엔비디아 지포스 7600 GS와 7600 GT 탑재 그래픽 카드의 벤치마크 수치를 비교해 성능 차이도 함께 확인했다.

벤치마크시 각종 설정 사항
이번 벤치마크에는 <표 3>과 같은 하드웨어를 사용했다. 운영체제를 설치하기 앞서 메인보드의 바이오스를 테스트 시점의 최신 버전으로 업데이트했고, 오버클럭 관련 기능은 'Disable' 로 설정했다. 또한 CPU의 최대 성능 발휘에 지장을 줄 수 있는 절전 기능도 모두 'Disable' 로 설정했다. 메모리 동작 타이밍 역시 각 메인보드에서 자동으로 설정한 값을 그대로 사용했다. 이를 통해 벤치마크 중 일어날 수 있는 문제의 소지를 최대한 줄였다. 또한 그래픽 카드에 내장된 자동 오버 클럭 기능은 사용하지 않았다.

윈도우 XP를 모두 설치한 다음에는 최신 드라이버를 설치하고, 윈도우 업데이트 사이트를 이용해 모든 업데이트를 마쳤다. 화면 보호기나 절전 기능도 모두 꺼서 성능을 최대로 발휘할 수 있도록 설정했다. 메인보드의 바이오스와 칩셋 패치 프로그램, 그래픽 카드 드라이버 등 주요 드라이버의 버전은 <표 4>와 같다.

<표 3> 벤치마크에 사용한 하드웨어 구성

<표 4> BIOS 및 주요 드라이버의 버전

테스트 참여 그래픽 카드 소개

① 이엠텍 레이디언 X1600프로 Xenon Ex 1.4ns

가격 : 10만 9000원(실구매가) 문의 : 이엠텍아이앤씨(www.e-mtek.co.kr)

Xenon Ex 1.4ns는 레이디언 X1600 프로 칩셋을 사용한 그래픽 카드이며 코어 클럭은 575MHz, 메모리 클럭은 1.38GHz로 오버클럭되었다. ATi의 크로스파이어(CrossFire)와 동영상 가속 기술인 AVIVO도 지원한다. 메모리 용량은 128MB로 삼성의 1.4ns GDDR3 128비트 메모리를 사용했다. PC와는 PCI 익스프레스 X16 슬롯으로 접속된다.

출력 단자는 15핀 D-Sub와 DVI 단자, TV 아웃 단자를 각각 1개씩 제공하며, 컴포넌트 출력용 젠더를 이용해 HDTV와 그래픽 카드를 연결할 수 있다. 잘만테크의 볼 베어링 냉각팬으로 동작시의 소음이 낮으며, 알루미늄 방열판으로 GPU와 메모리의 발열에 도움을 준다.

레이디언 X1600 프로 GPU가 출시된 초기에는 ATi의 카탈리스트 드라이버가 불안정한 탓에 이를 장착한 그래픽 카드를 권하기 어렵다는 의견이 많았다. 하지만 최근 드라이버 업데이트를 거치며 드라이버로 인한 문제는 대부분 해결된 상태다. 또한 오버클럭시 레이디언 9550을 능가하는 성능을 보여 오버클럭 마니아들에게 인기가 높은 제품이기도 하다.

이 제품은 메모리 용량이 낮아 가격은 다소 저렴하지만, 게임이나 벤치마크에서 성능이 눈에 띄게 떨어지는 것이 단점이다. 만원 정도의 비용이 더 들기는 하지만 256MB 제품을 구입하는 것이 여러 모로 바람직하다. 실제 벤치마크 결과 메모리 용량이 낮은 탓인지 지포스 7600 GS를 탑재한 그래픽 카드에 비해 성능이 떨어졌다.

② 이엠텍 HV7300GT 지름신 1.2ns

가격 : 12만 9000원(실구매가) 문의 : 이엠텍아이앤씨(www.e-mtek.co.kr)

이 제품은 지포스 7300 GT GPU를 사용한 그래픽 카드이며 코어 클럭은 500MHz, 메모리 클럭은 1.4GHz로 오버클럭되었다. 단순히 클럭수만 놓고 보면 7600 GT와 거의 비슷한 수준이다. 메모리 용량은 256MB로 현재 가장 빠르다는 삼성의 1.2ns GDDR3 128비트 메모리를 사용했다. PC와는 PCI 익스프레스 X16 슬롯으로 접속된다.

출력 단자는 15핀 D-Sub와 DVI 단자, TV 아웃 단자를 각각 1개씩 제공하며, 컴포넌트 출력용 젠더를 이용해 HDTV와 그래픽 카드를 연결할 수 있다. 잘만테크의 볼 베어링 냉각팬으로 동작시의 소음이 낮으며, 알루미늄 방열판으로 GPU와 메모리의 발열에 도움을 준다. 엔비디아 SLI를 이용해 3D 게임시 성능 향상을 노릴 수도 있다.

이 제품은 코어 클럭과 메모리 클럭이 크게 오버클럭된 탓에, 7600 GS GPU를 탑재한 레퍼런스 그래픽 카드보다는 훨씬 성능이 높다는 평을 듣고 있다. 하지만 이 제품과 코어 클럭, 메모리 클럭이 똑같은(오버클럭된) 7600 GS 그래픽 카드와 벤치마크 결과를 비교해 보면 성능이 뒤진다. 게다가 가격 차이도 2만원이 채 안되어 막상 구입하려면 고민스럽기 그지 없다. 픽셀 셰이더나 정점 셰이더의 개수를 따지면 7600 GS가 이익이고, 가격을 생각하면 이 제품이 이익이다. 2만원 정도를 더 투자할 여력이 있다면 필자는 7600 GS 쪽을 구입하겠다. 물론 이 제품을 구입하더라도 레퍼런스 7600 GS 그래픽카드보다는 더 나은 성능을 얻을 수 있어 손해는 아니다.

③ 이엠텍 XENON 괴물 SE 256MB

가격 : 15만 9000원(실구매가) 문의 : 이엠텍아이앤씨(www.e-mtek.co.kr)

Xenon 괴물 SE 256MB는 지포스 7600GT 칩셋을 사용한 그래픽 카드이며 코어 클럭은 560MHz, 메모리 클럭은 1.4GHz로 오버클럭되었다. 메모리 용량은 256MB로 인피니언사의 GDDR3 128비트 메모리를 사용했다. PC와는 PCI 익스프레스 X16 슬롯으로 접속된다. 엔비디아 SLI를 지원해 같은 카드를 두 장 연결하면 3D 성능을 향상 시킬 수 있고, 퓨어비디오(Purevideo)를 지원해 H.264 동영상을 보다 자연스럽게 재생할 수 있다.

출력 단자는 15핀 D-Sub와 DVI 단자, TV 아웃 단자를 각각 1개씩 제공하며, 컴포넌트 출력용 케이블을 이용해 HDTV와 그래픽 카드를 연결할 수 있다. 잘만테크의 볼 베어링 냉각팬으로 동작시의 소음이 낮으며, 알루미늄 방열판으로 GPU와 메모리의 발열에 도움을 준다.

이 제품은 기존에 나와 있던 '괴물 256MB'의 염가판으로, 코어 클럭이 575MHz, 메모리 클럭이 1.5GHz였던 이전 제품에 비해 다소 동작 클럭이 낮고 거의 모든 사양이 동일하다. 쿨러의 재질도 구리와 알루미늄이 합쳐진 잘만테크의 AlCu 쿨러에서 알루미늄 쿨러로 바뀌었다. 하지만 가격은 1만원 정도 낮아 가격 대비 성능이 훨씬 뛰어나다. 사용자 책임 하에 오버클럭할 경우 훨씬 높은 성능을 얻을 수 있는 여지가 남아 있는 제품이다. 실제 벤치마크 결과 레퍼런스 7600 GT보다 더 높은 성능을 보였다.

다른 제품처럼 알루미늄 방열판이 냉각팬이 메인보드의 콘덴서나 다른 부품에 접촉되어 쇼트를 일으키지는 않지만, 방열판의 부피가 제법 있는 탓에 실제로는 두 슬롯 가까운 공간을 차지한다는 것이 흠이다.

④ 이엠텍 HV7900GT 256MB VF9

가격 : 31만 2000원(실구매가) 문의 : 이엠텍아이앤씨(www.e-mtek.co.kr)

지포스 7000 계열의 GPU중 상위급에 해당하는 7900 GT를 탑재한 제품이다. 코어 클럭은 450MHz, 메모리 클럭은 1.32GHz이며 메모리 용량은 256MB이다. 메모리 모듈은 삼성의 1.4ns GDDR3 128비트 제품이며, 메모리 모듈에는 알루미늄 방열판이 부착되어 있다. 엔비디아 SLI와 퓨어비디오(Purevideo) 기능도 지원한다. 슬롯은 레퍼런스 디자인대로 2개를 사용하며, 카드 뒤에 냉각팬을 고정하기 위한 나사가 튀어나와 있어 SLI 구성시 주의가 필요하다. 출력 단자는 DVI 단자 2개, TV 아웃 단자 1개를 제공하며, 컴포넌트 출력용 케이블을 이용해 HDTV와 그래픽 카드를 연결할 수 있다.

잘만테크의 구리 냉각팬인 VF900 Cu를 장착해 알루미늄 냉각팬보다 냉각 성능이 높고 소음도 다소 낮다. 그래픽 코어 접촉 부분과 냉각팬이 히트파이프로 연결되어 열 전도율도 높다. 전력 소모량이 많은 탓에 6핀 보조 전원 커넥터를 연결하지 않으면 부팅도 제대로 되지 않는다(4핀-6핀 변환 커넥터는 기본으로 제공됨).

이 제품도 국내에 유통되는 대부분의 7900 GT 그래픽 카드와 마찬가지로 레퍼런스 디자인을 따르고 있지만, 판매원인 이엠텍아이앤씨는 이 제품의 향후 수입 계획이 없다고 밝히고 있다. 최근 7900 GT 그래픽 카드의 가격도 많이 내려 30만원 이하의 제품도 쉽게 찾아 볼 수 있으므로, 굳이 이 제품을 찾으러 다니는 수고는 하지 않아도 좋을 듯하다.

⑤ XFX 지포스 7950GX2 1GB

가격 : 65만원(실구매가) 문의 : 앱솔루트코리아(www.abko.co.kr)

XFX가 만들고 앱솔루트코리아에서 판매하는 XFX 지포스 7950GX2 1GB는 현재 출시된 지포스 계열 GPU중 가장 빠른 7950 GX2를 탑재한 제품이다. 이 제품을 2개 꽂아 SLI를 구성하면 쿼드 SLI의 높은 성능을 맛볼 수 있고, 한 개만으로도 높은 성능을 즐길 수 있다.

코어 클럭과 메모리 클럭은 레퍼런스를 따라 각각 500MHz, 1.2GHz이다. 메모리 모듈은 삼성 1.4ns GDDR3 128비트 제품으로 총 1GB가 꽂혀 있다. 3D 게임이나 벤치마크 프로그램에서 화질을 다소 높게 설정해도 넉넉하게 쓸 수 있는 용량이다. 슬롯은 레퍼런스 디자인대로 2개를 사용하며, 출력 단자는 DVI 단자 2개, TV 아웃 단자 1개를 제공한다.

알루미늄 방열판은 일체형으로 GPU와 메모리 전체를 덮고 있으며 공기를 카드 뒤쪽에서 빨아들여 그래픽 카드의 가이드 뒤 쪽으로 열을 내 보낸다. 코어의 방열판은 구리 재질로, 히트 파이프를 이용해 높은 클럭으로 동작할 때 생기는 열을 배출한다.

실제로 이 제품은 이번 벤치마크에서 가장 높은 성능으로 벤치마크를 진행하던 필자를 흡족하게 해 주었다. 하지만 벤치마크 프로그램이나 게임으로 높은 부하를 가하면 냉각팬의 회전수가 급격히 올라가 굉장히 시끄럽다. 뿐만 아니라 전력 소모량도 상당히 높아 이 제품으로 쿼드 SLI를 구성하려면 500W급 이상의 전원 공급 장치가 필요하다. 제품 가격도 매우 높아 하나쯤 장만하려면 여러 모로 각오(?)를 해야 한다. 실제로 3D 게이머들은 7950 GX2 그래픽 카드를 구입하기 보다는, 전력 소모와 소음 면에서 여러 모로 유리한 7600 GT 그래픽 카드를 2개 구입해 더 저렴한 가격에 SLI를 구성하는 경우가 많다.

① 벤치마크 1. 3D 마크 05 (NoAA, 4xAA)

퓨처마크(Futuremark)사의 '3D 마크 05(3DMark 05)'는 다이렉트X 9.0c를 완벽히 지원하는 그래픽 카드를 대상으로 한 벤치마크 프로그램이다. 게임 테스트 1(Return To Proxycon), 게임 테스트 2(Firefly Forest), 게임 테스트 3(Canyon Flight) 모두 셰이더 모델 2.0을 이용한 3D 화면을 그린다.

따라서 셰이더 모델 2.0에 강한 그래픽 카드가 보다 높은 점수를 받기 쉽다. 이번 벤치마크에서는 해상도를 1024×768로 설정한 다음, 안티 에일리어징을 껐을 때(NoAA)와 4배 안티 에일리어징을 적용했을 때(4xAA)로 나누어 테스트했다. 해상도와 안티 에일리어징 이외의 옵션은 기본 값을 그대로 썼다.

<그래프 1>을 살펴보면, 안티 에일리어징 적용 유무에 관계 없이 레이디언 X1600 프로가 지포스 7300 GT보다 300점 가량 높은 점수를 얻은 것을 알 수 있다. 하지만 안티 에일리어징 적용 유무에 따른 점수 하락폭은 지포스 7300 GT가 약 500점인데 반해 레이디언 X1600 프로는 700점 이상 하락한다.

한편 안티 에일리어징을 적용하지 않았을 때 7300 GT와 7600 GT의 점수 차는 약 1400점, 7600 GT와 7900 GT의 점수 차는 약 2000점이다. 하지만 7900 GT와 7950 GX2의 점수 차는 1100점으로 오히려 격차가 좁혀진다. 이는 셰이더 모델 2.0 기반의 게임 테스트 1과 게임 테스트 2에서 포화 현상이 일어나기 때문이다.

7900 GT와 7950 GX2의 세부 결과를 살펴보면 게임 테스트 1은 초당 32프레임, 게임 테스트 2는 초당 23프레임으로 두 GPU의 결과값이 같다. 그러나 셰이더 모델 3.0 기반의 게임 테스트 3에서는 7900 GT가 초당 43프레임, 7950 GX2는 초당 64프레임을 기록해 50% 이상의 차이를 보인다.

② 벤치마크 2. 3D 마크 06 (NoAA, 4xAA)

3D 마크 05가 셰이더 모델 2.0 기반의 벤치마크 프로그램이라면, '3D 마크 06(3DMark 06)'은 셰이더 모델 3.0 기반의 벤치마크 프로그램이다. 게임 테스트 1(Return To Proxycon), 게임 테스트 2(Firefly Forest)는 여전히 셰이더 모델 2.0을 기반으로 하지만 그래픽 효과가 훨씬 화려해져 GPU에 더 높은 부하가 걸린다.

게임 테스트 3(Canyon Flight)도 3D 마크 05와 별 다른 차이가 없지만, 셰이더 모델 3.0을 적용해서 괴물의 비늘 색상이나 비행선이 내뿜는 연기 등의 표현이 더 세밀해졌다. 여기에 3D 마크 06에 새로 추가된 게임 테스트 4(Deep Freeze)는 셰이더 모델 3.0 기반으로, 눈 쌓인 남극의 모습을 그린다. 햇빛에 눈이 반사될 때 생기는 색 변화 등에 부동소수점 연산을 이용한 하이 다이나믹 레인지(High Dynamic Range) 렌더링을 이용하므로 GPU에 더 높은 부하가 걸리는 것이 특징이다.

벤치마크 2에서도 벤치마크 1과 마찬가지로 해상도를 1024×768로 설정한 다음, 안티 에일리어징을 껐을 때(NoAA)와 4배 안티 에일리어징을 적용했을 때(4xAA)로 나누어 테스트를 시도했다. 하지만 엔비디아 계열의 GPU에서는 안티 에일리어징을 적용하면 게임 테스트 3, 4가 실행되지 않아 벤치마크 점수를 얻을 수 없었다. 따라서 지포스 7X00 계열의 GPU에서는 안티 에일리어징을 적용하지 않은 상태로 테스트를 진행했고, 레이디언 X1600 프로에서 안티 에일리어징을 적용한 결과만 실었다.

<그래프 2>를 보면 레이디언 X1600 프로의 점수가 최하위로 떨어진다. 지포스 7300 GT와 X1600 프로의 테스트 결과를 비교하면 다른 테스트의 점수는 모두 비슷한 데 비해 게임 테스트 1, 2의 점수가 500점 가량 떨어진 것이 가장 큰 원인이다. 각 GPU 사이의 점수 차이도 3D 마크 05와 비슷한 양상이다.

③ 벤치마크 3. 퀘이크 4 1.2.0

ID 소프트웨어의 퀘이크 4는 일인칭 슈팅 게임(FPS)을 즐기는 사람이라면 반드시 한 번쯤 거치게 되는 게임이다. 이 퀘이크 4에는 '둠 3(Doom 3)' 에 도입된 그래픽 엔진의 수정판이 적용되어 있으며 엔비디아의 GPU에서 더 높은 성능이 나오는 경향을 보인다.

이 퀘이크 4 1.2.0에서 녹화한 데모 파일(demo2.demo, 용량 59MB)을 빠른 속도로 재생한 뒤 초당 평균 프레임을 측정해서 각 GPU의 성능을 알아보았다. 게임 화면의 해상도는 1024×768, 그래픽 수준은 'High Quality' 로 설정하고 듀얼 코어 지원 기능도 사용했다. 이 외의 다른 옵션은 기본 값을 그대로 썼지만, 안티 에일리어징 기능은 껐다. 이 상태에서 퀘이크 4의 콘솔 창을 연 다음 'timedemo demo2' 를 입력해 데모를 재생했다.

그 결과를 보면 이번 벤치마크에 참여한 모든 GPU가 실제 게임 플레이시 자연스러움을 느낄 수 있는 마지노선인 30프레임을 넘었다. 바꿔 말하자면 레이디언 X1600 프로를 쓴 그래픽 카드를 구입해도 게임을 즐기는 데는 큰 불편함이 없다. 하지만 게임 화면의 모난 부분을 눈에 보이지 않게 하는 안티 에일리어징이나 이방성 필터링을 적용하면 초당 프레임이 떨어지므로 레이디언 X1600 프로로는 다소 버겁다. 보다 화려한(혹은 보기 좋은) 게임을 즐기고 싶다면 보다 높은 사양의 그래픽 카드를 구입해야 할 것이다.

테스트 결과를 보면 흥미로운 점을 발견할 수 있는데, GPU와 GPU 사이에 15~19 프레임 정도의 차이가 꾸준히 나타나는데 반해 지포스 7900 GT와 지포스 7950 GX2의 성능 차이는 1프레임에도 못 미칠 정도로 미미하다. 퀘이크 4의 High Quality 설정으로는 지포스 7950 GX2의 성능을 모두 활용할 수 없음을 나타내는 증거라 하겠다.

④ 벤치마크 4. F.E.A.R

시에라의 F.E.A.R.는 게이머가 초자연현상을 전담하는 부대인 F.E.A.R.의 일원이 되어 여러 가지 임무를 수행하는 게임이다. 정체를 알 수 없는 소녀나 걸어다니는 시체가 등장해 게이머를 놀라게 하는 등, 무더운 한여름 밤에 즐기기 알맞다. 이 게임은 둠 3나 퀘이크 4에 비해 비교적 최근에 출시되었으며, 친절하게(!) 벤치마크 기능까지 제공해 국내외에서 그래픽 카드 성능 측정에 자주 사용된다. 게임을 실행한 다음 'Options - Performance' 메뉴에서 'Test Settings'를 클릭하면 약 40초간 데모 영상이 재생되며, 재생이 끝난 다음에는 초당 최대 프레임과 최소 프레임, 평균 프레임을 숫자로 출력한다.

이번 벤치마크에서는 게임 화면의 해상도를 1024×768, 컴퓨터 및 그래픽 수준을 'Maximum' 으로 설정한 상태에서 위의 기능으로 초당 프레임 수를 측정했다. 아울러 그래픽 수준을 'Maximum' 으로 설정하면 전체 화면 안티 에일리어징(FSAA)은 4배, 이방성 필터링은 16배로 적용되어 그래픽 카드에 보다 큰 부하를 줄 수 있다.

그 결과를 <그래프 5>에 정리했으며, 엔비디아 GPU에 최적화된 게임인데도 평균 31 프레임을 넘기고 있는 레이디언 X1600 프로의 선전이 눈에 띈다. 또한 7300 GT와 7600 GT 사이의 성능 차이가 약 9프레임에 불과한 데 비해, 7600 GT와 7900 GT 사이의 프레임 차이는 무려 22프레임에 달한다. 7600 GT의 초당 최고 프레임 수는 102 프레임, 7900 GT의 초당 최고 프레임 수는 183 프레임으로 50% 이상 차이가 난다.

이는 7900 GT가 탑재한 픽셀 셰이더가 16개로 7600 GT의 8개에 비해 2배 많기 때문이다. 요즘 3D 게임들은 그림자 효과(둠 3)나 광원 효과 등을 다양하게 적용하는 경향이 있다. 따라서 폴리곤을 형성하는 정점 셰이더보다 실제로 폴리곤에 픽셀을 입히는 픽셀 셰이더를 더 많이 내장하는 것이 속도 향상에 더 큰 도움을 준다.