AMD와 Nvidia 차세대 그래픽 폴라리스 VS 파스칼

Pascal

얼마 전, AMD의 기대를 받고 있는 ZEN아키텍처 기반 CPU에 대한 소식을 전해줬다. 이번엔 AMD의 그래픽이다.

그래픽도 그동안 CPU처럼 정체된 모습을 보였다. 무려 3세대 동안(7000 Series, 8000 Series, rx 200 Series rx 300 Series)이나 뚜렷한 발전이 없었고, 심지어는 차세대 그래픽과 BIOS가 호환되기도 한다.

이번 그래픽의 코드네임은 폴라리스다. 그 동안 AMD는 전성비(전력 대비 성능 비)가 낮아서 노트북에 고성능 그래픽을 넣을 수 없었다. 그런데 폴라리스는 경쟁사 그래픽 대비 60%의 전성비를 갖고 있다고 한다. 또한 아키텍처 개선이 미묘했던 전 세대와 달리 이번엔 대부분 개선이 이루어졌다.

물론 AMD만 개선되는 건 아니다. Nvidia도 개선됐다. 이번엔 차세대 그래픽 프로세서의 루머와 알려진 정보를 바탕으로 비교해본다.

전성비

우선 AMD의 폴라리스. 전력 효율이 하드웨어와 소프트웨어의 개선으로 GTX950 대비 동일 성능 60%정도의 전력소비를 갖는다. 이전 세대가 동일 성능 대비 경쟁제품에 비해 전력소비가 큰걸 감안하면 전성비가 대폭 향상되었음을 알 수 있다.

Nvidia도 전 세대에 비해 전력소비가 40%감소했다고 강조하고 있다. 위의 발표대로라면 전성비는 막상막하일 것이다.

제조 공정

현재 AMD의 폴라리스는 14nm FinFET공정으로 알려져있고, 엔비디아의 파스칼은 16nm FinFET공정으로 알려져 있다. 엔비디아는 이전처럼 TSMC를 통해 그래픽을 생산할 예정인데, AMD는 알려지지 않았지만 14nm FinFET을 제조할 수 있는 글로벌 파운드리나 삼성을 통해 제작할 예정이다.

14nm / 16nm는 기존의 28nm대비 40%이상 미세화되었고, FinFET은 같은 성능에서 더 낮은 전류를 사용하고 최대전류가 증가하여 더 큰 성능을 낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

그래픽 메모리

그래픽 메모리는 두 제품 모두 2세대 HBM을 이용할 것으로 보인다.HBM은 기존 메모리에 비해 대역폭이나 전력소비가 2배 이상 좋아진다. 하지만 이전 AMD에서 플래그십 모델에만 HBM 메모리를 사용한 것을 보아 이번에도 플래그십 모델에만 사용할 것으로 전망하고 있다.
대신 하이엔드/퍼포먼스급 그래픽에는 GDDR5X그래픽을 사용할 것으로 보인다. GDDR5X는 GDDR5에 비해 대역폭이 두배 향상된다.

폴라리스와 파스칼은 차세대 그래픽에서 비슷한 양상을 보이고 있는데, 물론 차이점도 있다.

GPU 디자인

위에서 말했듯이 폴라리스는 아키텍처의 대부분이 바뀐다. 이 변화의 이점은 공개되지 않아 제품이 출시되어야 알 수 있다.

엔비디아는 NVLink라는 기술을 도입한다. PCIe를 대신할 인터페이스로 PCIe는 CPU와 그래픽이 연결된다면, NVLink는 CPU와 GPU뿐 아니라 GPU와 GPU끼리도 직접 연결될 수 있다.

또한 PCIe는 16GB/s의 대역폭을 갖고있는 반면, NVLink는 80GB/s를 갖고 있어서 대역폭이 크게 개선될 것이다.

Unified Memory라는 기술을 지원한다. 이를 통해 애플리케이션 개발자들은 데이터가 GPU메모리와 시스템 메모리중 어디에 있는지 몰라도 된다.

필자는 유니파이드 메모리는 (분명히 이들의 목적을 다르지만) AMD의 HSA와 비슷한 기능을 하게 될 것으로 생각한다.

유니파이드 메모리 기술은 C/C++언어에서 메모리를 공유하는 기능을 한다.

반면 AMD는 OpenCL을 통해 소수연산을 CPU로 할지, GPU로 할지 자동으로 결정한다(AMD는 경쟁사 대비 그래픽이 강하기 때문에 (애플리케이션 개발자가 그래픽연산으로 넘겨주지 않아도)자동으로 그래픽 연산을 한다면 최대 80배 빠른 성능을 낼 수 있다.). 이때 그래픽과 CPU사이에 빠른 연계를 위해 메모리를 공유하게 된다. (HSA제품이 대표적으로 PS4, 시스템메모리=그래픽메모리=HBM)

HSA가 효율성이 좋지만, 현재 C/C++언어가 더 널리 사용되고 있고 엔비디아 소비자가 많은 만큼 개발자가 유니파이드 메모리를 활용할 가능성이 높다.

목표의 차이

AMD는 역시나 색감을 강조하고 있다. 필자는 AMD 그래픽을 사용하는데, 중고로 조립할때 매물 많은 엔비디아를 선택했다가 후회를 했다(색감은 개인차가 있다는 것을 말해둔다)

엔비디아는 기존처럼 성능을 중심으로 한 홍보에 나섰다. 이번엔 자율주행 차량에 탑재될 Drive PX 2를 앞세워 성능을 강조했다.

파운드리의 경쟁

앞서 말한 바와 같이 엔비디아는 TSMC AMD는 14nm공정기술을 갖고 있는 GF나 삼성이 될 것으로 예상하고 있다. 기존엔 AMD도 TSMC였지만, TSMC의 물량공급이 부족해서 AMD가 호기일때 제대로 판매하지 못한 적도 있다.

다만 엔비디아도 TSMC에서 애플과 화웨이에 우선공급한다면, AMD에게 호기가 올 수 있다.

반면에, AMD에 공급할 것으로 알려진 GF, 삼성의 수율과 제조문제를 보면 이 둘의 결과는 어떻게 될지 미지수다

출처 : 보드나라

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