라데온(Radeon) GPU의 특징과 스펙에 대해

미국의 반도체 제조사인 AMD(Advanced Micro Devices)의 라데온(Radeon) GPU의 제일 큰 특징이라고 하면, 발색의 선명함이 아닐까요? 그 점에서 영상의 선명함을 추구한다면 Radeon이 좋다는 것이 일반적인 평가입니다.

다만 드라이버(하드웨어를 움직이기 위한 소프트웨어)가 다소 불안정한 점과 독자적 기술의 완성도가 별로 높지 않은 점 등이 결점이라고 할 수 있습니다.

하지만 세대마다 GPU에 따라 평가는 달라진다는 점에서, 쉽게 판단할 수 있는 것은 아닙니다.

 

---

스펙

실제 제품의 스펙을 예시로 보도록 하겠습니다.

 

Radeon RX 5700 시리즈의 최상위 클래스, Radeon RX 5700 XT의 스펙 일부입니다.

GPU 이름	Radeon RX 5700 XT
개발 코드 네임 (아키텍처)	Navi(RDNA)
코어
코어(SP) 수	2560
KT 코어 갯수	-
Tensor 코어 갯수	-
기준 클록	1605 MHz
터보 클록	1905 MHz
게임 클록	1755 MHz
메모리
VRAM	8 GB
타입	GDDR6
속도	14 Gbos
버스 폭	256 bit
대역	448 GB/s
기타
TDP	225 W (8pin x 1, 6pin x 1)
DirectX	12
CrossFire	○(4-Way)

 

---

GPU 이름

GPU 이름은 특정 규칙에 따라서 작명되고 있다는 것 알고 계신가요?

이름을 구성하는 문자열, 숫자의 의미에 대해서 살펴보겠습니다.

 

Radeon

'Radeon(라데온)'은 AMD사의 'PC용/개인용' GPU의 브랜드 이름입니다.

NVIDIA에는 'Quadro'라는 프로용 기업 GPU 브랜드가 있었지만, AMD에도 같은 방향성을 가진 'FirePro(파이어프로)'란 브랜드가 있습니다. Quadro도 FirePro도 DirectX 전용으로는 만들어지지 않으며, 따라서 게임 용도에 부적합하다는 것은 기억해주세요.

 

RX

'격'이나 '등급'을 나타내는 단어입니다.

이전에는 'R+숫자'표기가 되고 있었습니다. 최고위 R9에서, 이하 R7과 R5, R4등으로 말이죠.

그것이 현재는 RX로 통일되었습니다.

참고로, 진위 여부는 모르지만, 이 'X'는 로마 숫자 '10'을 의미하고 있어서 'R10'을 나타내는 것이란 설도 있습니다.

 

숫자

GeForce에서도 그렇지만 GPU 이름이 갖는 숫자에는 2가지 뜻이 포함되어 있습니다. 1개는 '시리즈'나 '세대',

1개는 '상대적인 성능'입니다.

 

숫자	시리즈 이름
300카운터	Radeon Rx 300시리즈
400카운터	Radeon RX 400시리즈
500카운터	Radeon RX 500시리즈
-	Radeon RX Vega시리즈
-	Radeon VII
5700카운터	Radeon RX 5700시리즈
5500카운터	Radeon RX 5500시리즈

최상위 단수가 같은 GPU는 같은 시리즈, 세대로 묶입니다.. 예를 들어 백의 자리가 '5'이면 'Radeon RX 500시리즈' 등으로 불리는 것입니다.

 

현재는 많이 못보게 되었는데 '300번대'의 숫자를 가진 'Radeon Rx 300시리즈'는 위에서 이야기한 'R+숫자' 브랜드를 나타내고 있던 마지막 세대가 됩니다. 'x'가 소문자인 것은 숫자가 들어가는 것을 나타내고 있습니다.

 

그 후의 '400번대'와 '500번대'는 '최고 상위 자리 수의 숫자'로 세대를 표하며 '아래 2자리 숫자'에서 '상대적인 성능'을 나타내고 있었습니다. 숫자가 큰 것일수록 그 시리즈의 성능도 높다는 것이 되지요.

숫자	스펙
x80 이상	고등급
x70, x60	중간급
x50 이하	저등급

분류상은 위와 같이 되지만, 솔직히 GeForce의 GPU보다 성능적으로 다소 낮기 때문에 '고등급 Radeon'에서도 '중급 GeForce' 정도의 성능에 불과하다는 점을 유의하여야 합니다.

 

그리고 알기 쉬운 명명 규칙을 갖고 있던 Radeon이었지만, RX 500 시리즈의 다음 세대에 해당하는 'Radeon RX Vega 시리즈'에서는 이름 붙이는 방법이 복잡하게 바뀌게 되었습니다.

 

'Radeon VII(세븐)'은 독특한 GPU입니다. 앞 세대 RX Vega 시리즈의 개량 버전과 같은 GPU이지만, 1 모델밖에 없어서 시리즈를 구성하지 않았습니다.

 

이름에 포함된 'VII'는 프로세스 규칙이 '7nm'인 것에서 유래인 것으로 추정되고, 제2세대 Vega=V(ega)II란 설도 있는 것 같습니다. 진위 여부는 모르지만, 후자는 꽤 재밌는 이야깃거리네요.

 

그리고 최신 세대는 '5000번대'의 숫자를 가진 'Radeon RX 5000 시리즈'이지만 현재 '5700'과 '5500'의 2 계통이 존재하고 각각 'Radeon RX 5700 시리즈', 'Radeon RX 5500 시리즈'로 개별적으로 다뤄지는 경우도 많습니다.

 

'최고 상위 자리 수'에서 '세대', '상위 2자리'에서 '상대적인 성능'을 나타내고 있습니다.

 

'RX Vega 시리즈' 와 'Radeon VII' 을 거쳐서 원점 회귀을 실시한 것처럼 보입니다.

그러나 '아래 2자리'는 모든 모델이 '00'으로 활용되지 않으며 'RX 5700'의 상위 모델에 'RX 5700 XT'와 접미사를 붙여서 형식에 약간의 변화가 있습니다.

 

아직 RX 5000 시리즈 전체에서 5 종류의 GPU 밖에 없기 때문에 앞으로의 숫자도 달라질 가능성이 있겠습니다.

 

---

코어

NVIDIA의 GPU코어는 'CUDA코어'라고 부르는데 일반적으로는 '쉐이더 프로세서(Shader Processor)' 혹은 '스트림 프로세서(Stream Processor)' 등으로 불리고 있습니다(이하 SP).

 

AMD에서는 SP로 부르고 있지만, 최근에는 '64기'의 SP를 1개로 정리한 것을 'Compute Unit', 그 CU을 포함한 몇 가지 장치를 마련한 것을 'Shader Engine'이라고 부르기 시작했습니다.

 

각 CU와 SE마다 다양한 하드웨어를 할당하고 공유시킴으로써 '작은 GPU'처럼 다루며 GPU 전체가 '작은 GPU의 복합체'가 될 수 있는 구조입니다.

 

위에서 'Radeon RX Vega 시리즈'의 숫자에 대해서 언급했는데, 이 시리즈의 2개 모델 'Radeon RX Vega 64'와 'Radeon RX Vega 56'의 숫자는 바로 이 CU 수를 나타내고 있습니다.

 

RX Vega 64의 SP수는 '64 x 64 = 4096'에서 RX Vega 56의 SP수는 "56 x 64 = 3584'라는 것입니다.

 

이 방식은 Vega 세대 '노트북용 GPU' 로도 사용되고 있으므로 기억하는 것이 좋습니다.

 

클록 주파수

'코어 클럭'에는 평상시의 '베이스(정격) 클럭'과 부하가 걸렸을 때 자동으로 클럭이 높아질 때의 '부스트 클럭' 2 종류가 있습니다.

 

GeForce의 부스터 클럭은 클럭이 높아질 때 '평균적으로 도달하는 클록'을 나타냈지만, Radeon의 경우는 '최대 클록'을 나타내므로 주의하세요.

 

또, 최신의 'Radeon RX 5000 시리즈'에서는 '게임 클락'이라는 개념이 추가되었는데, 이는 '게임 플레이 시 평균 동작 클럭'을 의미합니다.

 

VRAM

'Radeon RX 5700 XT'의 VRAM에는 'GDDR6'이라고 하는 규격의 메모리가 사용되고 있습니다. GDDR6은 현재의 그래픽 보드의 VRAM은 표준적인 규격입니다.

 

그러나 앞 세대의 'Radeon VII'나 'Radeon RX Vega 64/56' 등의 VRAM에는 'HBM2(High Bandwidth Memory 2)'이라는 규격이 사용되고 있었습니다.

 

이것은 이름 그대로 속도는 늦춰지지만 '메모리 버스폭'이 넓은 타입으로, 전체적으로 고속으로 동작하는 타입의 메모리입니다.

 

입체적인 구조를 취하기 때문에 면적을 작게 할 수 있고, 소비 전력 면에서도 메리트가 있습니다. 가능하면 탑재하고자 해도 가격이 높기 때문에 일부 고스펙 GPU 밖에  사용할 수 없는 것이 현실입니다.

 

'Radeon RX 5700 XT / 5700'은 기본적으로 '중급형'이므로, GDDR6로 충분하겠지만요.

 

그런데, RX 5700 XT의 '메모리 대역폭(데이터 전송 속도)'은

14 x 256 [Gbit / sec
= 3,584 [Gbit / sec
= 448 [GByte / sec
(1Byte = 8bit)

입니다.

 

또 GPU용 메모리인 'VRAM'에는 GPU에 의해서 '보통 용량'과 '절반 용량' 두 가지 유형이 혼재하는 것도 있으므로 주의가 필요합니다.

 

'RX 500/400시리즈'는 당연히 일반적으로 용량이 큰 것이 고가가 됩니다. 구입할 때는 확실히 확인하는 것이 좋습니다.

 

소비 전력

'Radeon RX 5700 XT'의 소비 전력은 '225W', 필요한 보조 전원은 '8pin x 1 + 6pin x 1'이 되고 있습니다.

 

공급 가능한 전력은 PCI-Express 슬롯부터는 '75W', 6pin 보조 전원에서도 '75W', 8pin 보조 전원에서는 '150W'이므로, PCI-Express 슬롯과 8pin x 1과 6pin x 1의 전력 공급 능력은 모두 '300W(75W+150W+75W)'가 됩니다.

 

용량에 관해서는 제조사가 OC(오버 클록:클록 주파수의 상승)를 하고 있거나, 오리지널 쿨러를 사용하는 등 독자적인 개량을 실시하고 소비 전력이 증가하거나, 또한 소비 전력은 항상 일정하지 않기 때문에 어느 정도 여력도 필요하오니, 큰 용량을 생각하지 않으면 안 됩니다.

따라서, GPU 자체에 정해진 소비 전력이 아니라 그래픽 보드마다 소비 전력을 확인하는 것이 중요합니다.

 

그래픽보드는 업체나 제품의 컨셉으로 냉각 중시, 저소음 중시, 성능 중시 등 여러 컨셉으로 모델이 판매되고 있으므로 잘 조사하고 자신의 목적에 걸맞은 제품을 구입합시다.

 

CrossFire

'CrossFire(크로스 파이어)'는 복수의 그래픽보드를 작동시키고 1장의 그래픽 보드로 취급하는 AMD 사의 기술입니다. 과거에는 마지막으로 'X'를 붙인 'CrossFireX(크로스 파이어 엑스)'로 불리기도 하지만 현재는 CrossFire가 정식이 된 것 같아요.

 

NVIDIA 사도 같은 기술을 가지고 있고 그 쪽은 'SLI(Scalable Link Interface)'와 'NVLink SLI' 등으로 불리고 있습니다.

 

SLI는 구축의 조건이 꽤 어렵지만 현재의 CF는 비교적 편하게 되어 있습니다. 자세한 사항은 다루지 않겠으나, 최근의 그래픽 보드라면 같은 GPU의 그래픽 보드를 메인보드에 장착한 드라이버이기만 해도 거의 OK입니다. NVIDIA 같이 '그래픽 보드끼리 직접 연결하는 케이블' 등은 필요없습니다.

또, 표 안에는 '4-Way'라고 되어있는데, 이는 최대 '4장'의 그래픽 보드를 작동시키는 것을 의미합니다.

 

다만 하드웨어 측면의 문제를 해결했다고 해도 소프트웨어가 지원되지 않으면 전혀 성능이 발휘되지 않을 수 있는 등, SLI/CF는 좀처럼 까다로운 기술입니다.

그렇지만 제대로 된 조건을 충족하는 경우, 최대에 가까운 장수 성능을 끌어낼 수 있다는 점이 있습니다.

처음부터 SLI 구성 PC를 파는 경우도 있는데, 최고 스펙을 지향하는 사용자 분들께는 추천드릴 수 있을 것 같네요.

 

아키텍처 목록

지금부터는 AMD의 GPU 아키텍처에 관한 내용입니다.

 

매크로 아키텍처(읽는 법)	코어 아키텍처	프로세스 규칙	탑재 세대
Polaris (폴라리스)	제 4세대 GCN	14nm	Radeon RX 400 시리즈 Radeon RX 500 시리즈
Vega (베가)	제 5세대 GCN		Radeon RX Vega 시리즈
		7nm	Radeon VII
Navi (나비)	제 1세대 RDNA		Radeon RX 5700 시리즈 Radeon RX 5500 시리즈

현재는 'Radeon RX 5700 시리즈'가 탑재되고 있는 'Navi아키텍처'의 시대입니다.

 

AMD GPU의 아키텍처는 조금 까다롭기 때문에 먼저 이 점에 대해서 이야기해보도록 할까요?

 

이른바 아키텍처는 표 중에서는 '코어 아키텍처'가 적용되지만, CPU에서도 GPU에서도 코어의 아키텍처는 공식적으로는 '마이크로 아키텍처'라고 부릅니다.

 

'GCN'은 'Graphics Core Next(그래픽 스코어 넥스트)'의 약자입니다.. 개량이 거듭된 끝에 최신 GCN는 '제5세대'입니다.

또 GCN은 초대 'GCN 1.0'으로 표기했으므로, 제 5세대에는 'GCN 1.4'와 같은 표기를 쓸 수도 있습니다. 다만 최근에는 '제X세대 GCN'이라는 호칭이 더 자주 쓰이지요.

 

반면 '매크로 아키텍처'는 코어 등이 실리는 '칩'에 대한 아키텍처와 같은 의미입니다. 'Radeon RX 400시리즈'의 'Polaris 매크로 아키텍처'에서 채용되었습니다.

다만 일반적으로 이들을 엄밀히 구별할 필요가 없기 때문에 Polaris를 단순히 아키텍처와 부르는 경우가 더 많습니다.

 

그런데, Polaris 매크로 아키텍처는 RX 400 시리즈의 다음 세대인 'Radeon RX 500시리즈'에 계속 채용되었습니다. 그보다는 RX 500시리즈는 RX 400 시리즈의 개량 세대에 가까우므로, 스펙도 성능도 비슷했습니다.

 

그러나 다음의 'Vega 매크로 아키텍처'는 GCN 아키텍처에서도 세대가 하나 진행된 만큼 진보하였지만, 무엇보다 큰 차이는 '고스펙 모델'이 등장한 것입니다.

 

사실 Polaris 시대의 GPU는 모두 '중간급'에서 '고급' 사이에 속할 'RX 590'도 스펙 측면에서는 중간급이었습니다.

반대로 Vega 시대는 중간급 미만의 GPU가 없었습니다.

 

그 후 프로세스 규칙이 '7nm'에 미세화된 'Radeon VII(7)'이 등장했지만 프로세스 규칙이 아닌 기본적인 부분은 'RX Vega 시리즈'와 변함이 없습니다.

 

그리고 '2019년 7월'에 'Radeon RX 5700 시리즈'를 출시했습니다.

매크로 아키텍처는 'Navi'라고 부르지만, 이 세대에서 매크로 아키텍처라는 말이 많이 쓰이지 않게 되고, 단순히 아키텍처나 개발 코드 네임과 같은 호칭이 된 느낌입니다.

그렇다고 의미가 바뀐 것이 없어서 특히 신경쓸 필요도 없다고 생각합니다.

 

Navi의 특징은 '게임용'의 GPU라는 점에 있을 것입니다. 이는 게임용으로 개발된 새 마이크로 아키텍처 'RDNA(Radeon DNA)'이 가져온 특징입니다.

 

이전 아키텍처 'GCN(Graphics Core Next)'은 'GPGPU(GPU을 CPU처럼 범용적으로 다루는 기술)' 전용으로 개발된 핵심이었습니다. 따라서, GPU의 성능은 높지만 게임 성능이 그다지 진보되지 않고, 게임을 메인 타겟으로서 있는 경쟁사 'Nvidia'의 'GeForce브랜드'에 이기지 못한 것입니다.

 

Navi는 게임 쪽으로 노선을 이동하면서 GPGPU용 성능은 GCN에 비해서 퇴보하고 있지만, 일반 유저에게 고성능 GPU가 필요한 용도의 대부분은 게임이기 때문에 Navi의 노선 변화는 장점이 되었습니다.

실제로 RX 5700시리즈는 SP 수에서 보면 중급이지만 시간이 지날수록 게이밍에 최적화된 성능을 보이고 있습니다.

 

또 이제 곧 'Radeon RX 5500시리즈'가 나타나는데 이는 이름 그대로 RX 5700시리즈의 하위권에 해당하는 시리즈입니다.

 

개발 코드명 목록

밑은 몇세대 GPU의 '아키텍처'외 '개발 코드 네임'과 'GPU이름'을 표로 정리해두었으나, 데이터가 엇갈리고 있기 때문에 정확성은 별로 없는 점에 주의하세요.

아키텍처	개발 코드 네임	GPU 이름
Polaris (4 세대 GCN)	Polaris 10 XT	Radeon RX 480
	Polaris 10 PRO	Radeon RX 470
	Polaris 11	Radeon RX 460
	Polaris 20 XTX	Radeon RX 580
	Polaris 20 XL	Radeon RX 570
	Polaris 21	Radeon RX 560
	Polaris 12	Radeon RX 550
	Polaris 30 XT	Radeon RX 590
Vega (5 세대 GCN)	Vega 10 XT	Radeon RX Vega 64
	Vega 10 XTX	Radeon RX Vega 56
	Vega 20	Radeon VII
Navi (1 세대 RDNA)	Navi 10 XT	Radeon RX 5700 XT
	Navi 10 XL (Pro)	Radeon RX 5700

 

현재의 AMD산 GPU의 개발 코드 네임은 '매크로 아키텍처+숫자(+문자열)'로 구성됩니다.

 

상세한 내용은 모르겠지만 표를 볼 때 '숫자'의 십의 자리가 '세대'를 나타내는 듯 합니다. 또 일의 자리 숫자가 작을수록 고성능이라 이것이 '상대적인 성능'을 의미하고 있을 것으로 보이네요.

 

이 근처는 NVIDIA의 명명 규칙과 비슷하다고 할 수 있습니다. '매크로 아키텍처+숫자'가 같은 GPU는 모두 같은 칩을 사용하고 있다고 보면 되겠습니다.

 

사실 CPU와 GPU 등은 같은 반도체 칩을 쓰면서 품질 점검 결과, 요구 수준을 넘지 못한 것은 특정 기능을 깎아내리고 스펙을 떨어뜨려서 다른 CPU/GPU로 판매되고 있습니다.

 

이 때 스펙을 떨어뜨리지 않은 칩을 '풀 스펙 버전'이라 부르곤 하죠.

 

그리고 마지막 문자열은 '등급'을 나타내는 듯 합니다. 숫자까지 같은 GPU(같은 칩) 서열을 확실히 하기 위한 것이지요. 정확한 정보인지는 모르겠지만, 전통적으로 'XTX > XT > XL(또는 PRO) > 없음' 이라는 서열이 정립되어 있는 것 같습니다.