레이 트레이싱이란 무엇입니까?
컴퓨터 그래픽 측면에서 Ray Tracing은 게임에 사실적인 조명, 그림자 및 효과를 가져오는 조명의 물리적 특성을 시뮬레이션하는 렌더링 기술입니다. 모든 표면에서 반사되는 빛을 보여주는 광선이 세트 포인트에서 물체에 반사되는 방식을 모방합니다. 전체 프로세스는 차례로 이미지 품질을 향상시켜 시청자에게 보다 몰입감 있는 경험을 제공합니다. 이 기술은 3D 영화에 오랫동안 사용되어 왔으며 결국 영화 품질의 시각 효과를 제공하는 고급 컴퓨터 게임에 적용되었습니다. Ray Tracing은 게임 세계에서 게임 체인저였으며 개체의 실제 색상을 렌더링하는 데 제한이 있는 래스터화보다 선호되는 렌더링 기술입니다.
Nvidia GPU의 레이 트레이싱
그래픽 카드의 선두 제조업체인 Nvidia는 제품의 시각적 품질을 향상시키기 위한 새로운 방법을 실험하는 데 항상 대담했습니다. 2018년 9월부터 Nvidia는 Ray Tracing 기능이 있는 그래픽 카드를 출시했습니다. Nvidia의 Turing 아키텍처는 실시간 Ray Tracing 처리를 위한 전용 하드웨어 또는 RT 코어가 있는 최초의 GPU 설계입니다.
RT 코어란 무엇입니까?
광선 추적 작업을 처리하는 데 걸리는 계산 시간이 다른 시각 효과보다 훨씬 길기 때문에 광선 추적은 일반적으로 비실시간 응용 프로그램용으로 예약되어 있습니다. Nvidia는 실시간으로 레이 트레이싱을 컴퓨팅한다는 유일한 목적으로 아키텍처 설계에 하드웨어를 통합함으로써 획기적인 발전을 이루었습니다. RT 코어로 알려진 이 추가 하드웨어는 Nvidia의 Turing 기반 RTX 그래픽 카드에서 시작되었습니다. 이것은 또한 하드웨어 수준에서 레이 트레이싱을 지원하는 세계 최초의 소비자 그래픽 카드였습니다.
RT 코어는 광선이 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 때 픽셀의 색상을 계산합니다. 다수의 광원이 있는 경우 프로세스가 더 복잡해집니다. 또한 Ray Casting, Path Tracing, BVH(Bounding Volume Hierarchy) 및 Denoising Filtering과 같은 광선 추적과 관련된 여러 프로세스는 계산 집약적인 기술입니다. BVH는 광선 추적 계산에서 가장 시간이 많이 걸리는 부분이며 RT 코어는 실시간 광선 추적을 위해 BVH 순회를 가속화합니다. RT-Core 외에도 Nvidia GPU에는 실시간 레이 트레이싱을 제공하는 역할을 하는 또 다른 하드웨어 세트가 있습니다. 인공 지능 가속을 위해 설계된 Tensor 코어는 실시간 노이즈 제거를 지원하고 레이 캐스팅 속도를 높입니다.
Nvidia 그래픽 카드(Ray Tracing 지원 포함)
RT 코어가 있는 Nvidia 카드는 세계적으로 유명한 그래픽 카드 제조업체에게 큰 도약입니다. 그러나 이것은 하드웨어 기반이며 이전 릴리스의 그래픽 카드에는 이러한 기능이 없습니다. 레이 트레이싱은 소비자에게 큰 매력이 있기 때문에 Nvidia는 이 기능을 구형 그래픽 카드에서도 사용할 수 있도록 했습니다. 구형 아키텍처는 설계에 RT 코어를 포함하지 않기 때문에 Nvidia는 게임용 드라이버를 통해 레이 트레이싱 렌더링을 가능하게 했습니다.
하드웨어 수준의 레이 트레이싱을 지원하는 Nvidia 그래픽 카드
1세대 RT-Core는 Nvidia의 RTX 20 시리즈에 등장했습니다. RTX 2080은 Turing의 아키텍처를 선보인 RTX 20 시리즈의 첫 번째 제품입니다. 이어 RTX 2080 Ti, RTX 2070, RTX 2060이 뒤를 이었다. 타이탄 RTX도 라인업에 있다.
2020년 9월, Nvidia는 2세대 RT 코어를 특징으로 하는 Turing의 후속 제품인 Ampere를 출시했습니다. Ampere는 RT-Core 및 Tensor Cores 속도를 대폭 업그레이드하여 RT-Core 속도를 Turing보다 1.7배 높은 58RT-TFLOPS로 높여 훨씬 빠른 레이 트레이싱 렌더링을 제공하고 이미지 품질을 향상시킵니다. 마찬가지로 Ampere는 238 Tensor-TFLOPS로 Turing의 Tensor 코어 속도의 두 배 이상입니다. Ampere는 RTX 2세대 GPU의 핵심입니다. RTX 30 시리즈에는 Titan급 RTX 3090, RTX 3080, RTX 3070, 그리고 가장 최근에 출시된 RTX 3060이 포함됩니다.
소프트웨어 수준의 광선 추적 기능이 있는 Nvidia 그래픽 카드
Nvidia는 전용 RT 코어가 없는 일부 그래픽 카드에서 레이 트레이싱을 활성화하여 또 다른 돌파구를 마련했습니다. 이것은 아직 그래픽 카드 업그레이드를 고려하지 않지만 레이 트레이싱 기술의 시각적 이점을 경험하고자 하는 구형 모델을 사용하는 게이머에게 희소식입니다. GeForce GTX 1060 6GB 이상 그래픽 카드는 이제 DXR(DirectX Raytracing)을 통해 광선 추적 기능을 즐길 수 있습니다. 다음은 DXR을 통해 레이 트레이싱이 가능한 Nvidia 카드 목록입니다.
- GeForce GTX 1660 Ti
- GeForce GTX 1660
- 엔비디아 타이탄 XP(2017)
- 엔비디아 타이탄 X (2016)
- GeForce GTX 1080 Ti
- GeForce GTX 1080
- GeForce GTX 1070 Ti
- GeForce GTX 1070
- GeForce GTX 1060 6GB
광선 추적을 위한 전용 하드웨어가 없기 때문에 GTX 카드는 기본적인 광선 추적 효과만 제공할 수 있습니다. 셰이더 코어는 광선 추적 계산을 처리하며 셰이더 코어에 대한 이 추가 작업량은 GPU 성능에 영향을 미칩니다. 그럼에도 불구하고 레이 트레이싱 기능을 통해 게이머는 보다 매력적인 시각적 경험을 경험할 수 있습니다.
Nvidia의 레이 트레이싱의 미래
Ampere의 성능은 Turing의 처리 속도를 두 배로 늘린 후 이미 만족할 만한 것 이상입니다. 그러나 아직 갓 갓 나온 제품임에도 불구하고 이미 후계자 러브레이스에 대한 소문이 돌고 있다. 이 새로운 GPU 아키텍처에서 광선 추적 계산의 새로운 발전을 기대할 수 있습니다. 마찬가지로 차세대 RTX 그래픽 카드가 이미 작업 중일 것으로 예상됩니다. Nvidia가 더 나은 게임 경험에 대한 소비자의 갈망을 충족시킬 GPU 아키텍처를 계속 개발함에 따라 레이 트레이싱의 미래는 밝습니다.