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분석
2017.03.02 23:33

다이렉트 X 12의 이상과 현실

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조회 수 13678 댓글 15
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참고/링크 http://www.4gamer.net/games/033/G003329/20170301161/

GDC(Game Developers Conference) 첫날에는 전통적으로 다이렉트 X의 기술 튜토리얼인 Advanced Graphics Techniques Tutorial Day가 열리곤 합니다. 올해의 튜토리얼 데이에선 다이렉트 X 12는 좋지만 그걸 쓰는 데엔 상당한 주의가 필요하다는 세션이 두가지 있었는데요.

 

여기에선 Jurien Katsman(Studio Head, Nixxes Software)의 DX12 - and (How to avoid) death by a thousand Cuts와 유비소프트 몬트리얼의 Tiago Rodrigues 씨의 " Moving to DirectX 12 : Lessons Learned 중 첫번째 세션에 대해 소개하고자 합니다.

 

1.jpg

 

Katsman이 이끄는 Nixxes Software는 스퀘어 에닉스가 퍼블리싱하는 타이틀을 PC로 이식하는 작업을 많이 진행합니다. 이 회사에서 최근 작업한 다이렉트 X 12 지원 포팅으론 라이즈 오브 더 툼레이더, 데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드가 있는데, 여기서의 경험을 설명하면서 강연을 진행했습니다.

 

한마디로 요약하면 "다이렉트 X 12 지원은 참 간단해 보이나, 실제로 도전하면 어렵다"입니다. GPU 제조사마다 실행 특징이 달라, 다이렉트 X 11 버전을 완성시키고 다이렉트 X 12로 이식하면 생각만큼 성능이 오르지 않는다고 하네요.

 

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라이즈 오브 더 툼레이더의 다이렉트 X 11 vs 다이렉트 X 12

 

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데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드의 다이렉트 X 11 vs 다이렉트 X 12

 

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사실 이는 Nixxes Software가 다이렉트 X 12 이식에 착수한 게 다이렉트 X 12가 막 등장했을 때라 그런 것도 있습니다. GPU에선 다이렉트 X 12 지원 디버깅 툴이 없었고, 개발 문서와 드라이버도 문제가 있었고, 각 기능의 최적화 수준은 GPU 제조사마다 달랐다고 합니다.

 

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다이렉트 X 12는 리소스 관리와 렌더링 명령의 조합, 그리고 발급을 개발자가 직접 설계하고 구현하며 관리해야 합니다. 따라서 개발 난이도가 다이렉트 X 11보다 월등히 높아집니다. 가장 난이도가 높았던 건 메모리 관리로 다이렉트 X 11보다 성능이 더 떨어지기도 했다네요.

 

 

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"우선 많은 자원을 만들자. 다이렉트 X 11처럼". 이런 생각은 다이렉트 X 12에선 불가능합니다. 필요한 만큼 먼저 확보하려 해도 이를 해결하는 방안을 동시에 넣어야 합니다.

 

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또 메모리 관리 제어를 한번에 수행하면 게임 진행이 느려지는 경우가 있기에, 이를 분산해서 배치하는 것도 염두에 둬야 합니다.

 

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다이렉트 X 11에선 CPU 프로그램이 드로잉 명령을 직접 구축하고 발행하지만, 다이렉트 X 12의 드로잉은 드라이버를 거쳐 GPU에 발송한 시점에서 그 GPU의 네이티브 명령 문자열로 변환됩니다.

 

이렇게 기본 명령어 라인을 버퍼링하는 메모리 확보는 다이렉트 X 12의 API인 Command Allocator를 통해 수행하나, 이를 확보하고 풀어주는 과정을 반복하면 성능에 그만큼 영향을 주게 됩니다. 명령 목록은 간단히 해결되나 명령 수집은 시간이 걸리는 것이죠. 이를 염두에 두고 파이프라인을 설계해야 합니다.

 

10.jpg

 

또한 다이렉트 X 12에선 데이터군이 어떤 형태인지를 기록하는 Descriptor라는 개념을 도입했으며, 링크 트리 구조의 Descriptor Heap 형식으로 Descriptor 데이터를 관리하는데, 이 Descriptor Heap의 업데이트 변경 처리가 NVIDIA GPU에선 성능의 발목을 잡습니다. 그래서 이 처리의 최적화가 NVIDIA GPU 기반 환경에서 높은 성능을 얻기 위해 꼭 필요합니다.

 

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또한 멀티코어 CPU에서 멀티 스레드를 구현해 렌더링 명령을 병렬 구축할 수 있게 된 건 분명 다이렉트 X 12의 장점이나, 일정 분량을 정리해서 발급하면 렌더링 명령이 너무 많아져, 이를 모으는 데 걸린 시간만큼 지연이 생기게 됩니다. 

 

비동기 컴퓨트는 그래픽 렌더링과 비동기 컴퓨트 쉐이더를 실행하는 것으로, AMD가 자사 GPU에서만 효율적으로 실행 가능하다고 주장해 화제가 됐었습니다. 다만 다이렉트 X 12가 나온 직후의 오래된 드라이버에선 동작이 불안정했다고 하네요. 또 최근엔 드라이버 최적화가 진행돼 AMD와 NVIDIA의 GPU 모두에서 비동기 컴퓨트는 안정적으로 작동했다고 합니다. 

 

12.jpg

 

마지막은 다이렉트 X 12의 멀티 GPU 관련 기능입니다. 다이렉트 X 12에선 시스템에 여러 GPU가 탑재됐을 때 게임 프로그램에서 각각의 GPU를 특정 용도로 쓸 수 있다는 것이 장점입니다. 예를 들어 GPU 0은 그래픽 렌더링, GPU 1은 물리/AI 시뮬레이션으로 쓰고, GPU 0과 1의 비디오 메모리를 모두 사용할 수 있다. 뭐 이런 것 말입니다.

 

하지만 이게 말은 그럴싸해도 실제로 하려면 매우 어렵다고 합니다. 성능이 다른 GPU를, 게다가 사용자마다 어떻게 조합할지 모른 GPU를, 동시에 여러개를 가지고 효과적으로 활용하기란 매우 어렵다고 하네요. 그래서 라이즈 오브 더 툼레이더와 데이어스 엑스: 맨카인드 디바이디드는 스펙과 성능이 비슷한 2개의 GPU를 탑재한 환경에서만 교대로 렌더링해 성능을 높이는 AFR (Alternative Frame Rendering)만 쓰게 됩니다. 일반 게이머도 멀티 GPU를 개별적으로 쓰는 것보다 AFR로 프레임 속도를 향상시키는 쪽으로 기대하고 있다네요.

 

13.jpg

 

마이크로소프트와 GPU 제조사의 마케팅이 좋은 의미건, 나쁜 의미건 일반 사용자들에게 다이렉트 X 12에 대한 과도한 기대를 품게 만들고 있다고도 지적했습니다.

 

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일반 게이머는 자신의 GPU가 다이렉트 X 12에서 얼마나 빨라질지를 기대합니다. 그러나 실제로 다이렉트 X 12 적용 후 더 느려지는 경우가 있어 이를 우려하는 사람들도 많습니다.

 

15.jpg

 

사실 다이렉트 X 12로 성능이 높아지는 건, 여기에 필요한 조건이 갖춰줬을 경우에 한정됩니다. 고성능 GPU와 CPU를 탑재한 하이엔드 시스템에서 다이렉트 X 12의 CPU 병목 현상은 거의 일어나지 않습니다. 또 4K 같은 고해상도나 PC에서나 가능한 높은 그래픽 설정을 선택하면 GPU의 부하가 늘어나 다이렉트 X 12에 의한 성능 향상이 거의 눈에 띄지 ㅇ낳게 됩니다.

 

16.jpg

 

그럼 다이렉트 X 12에 그만한 가치가 있을까요?

 

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그 답은 '있다' 입니다. 하이엔드 CPU와 GPU를 탑재하지 않은 시스템은 성능에서 뚜렷한 효과를 볼 수 있으며, 게임 프로그램과 렌더링 파이프라인의 설계 방침도 PS4와 Xbox One 버전에 가까운 일관성을 지닐 수 있다는 점도 장점이 됩니다.

 

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다이렉트 X 12의 지원은 정말 어렵습니다. 하지만 분명 가치는 있지요. 그러나 현실적인 관점에서 보아야 하며 과도한 기대를 가져선 안됩니다. 다이렉트 X 12에 대한 환상을 버리세요.

 

19.jpg

 

다이렉트 X 11과 12를 비교하지 마세요. 그냥 재밌는 게임을 만들면 결과는 나중에 옵니다.



  • profile
    늘푸른해리      히후미 귀여워요 히후미 2017.03.02 23:55
    막연히만 생각했던 내용인데 잘 보고갑니다. 갈수록 개발 난이도가 올라가네요.
  • ?
    WebGL 2017.03.03 00:22
    openGL과의 차이점은 어떤지도 궁금하네요
    물론 꽤나 광범위할테니 가장 큰 특징으로 꼽히는 저수준 GPU 연산에 대해서 집중적인 비교가 되었으면 합니다만..
  • ?
    에마 2017.03.03 00:29
    사실 다이렉트 X 12로 성능이 높아지는 건, 여기에 필요한 조건이 갖춰줬을 경우에 한정됩니다. 고성능 GPU와 CPU를 탑재한 하이엔드 시스템에서 다이렉트 X 12의 CPU 병목 현상은 거의 일어나지 않습니다. 또 4K 같은 고해상도나 PC에서나 가능한 높은 그래픽 설정을 선택하면 GPU의 부하가 늘어나 다이렉트 X 12에 의한 성능 향상이 거의 눈에 띄지 ㅇ낳게 됩니다.

    여기 오타 있어요~
  • profile
    하루살이 2017.03.03 00:33
    국내 DX12 개발자분들도 실제 성능향상이 미미하다는 평이 많았는데 마찬가지인가 보군요.
  • profile
    Induky      자타공인 암드사랑 정회원입니다 (_ _) 2017.03.03 01:22
    그래서 그런지 배필1에서는 DX11의 성능이 더 좋게 나오더군요 ㅡㅡ
  • ?
    RuBisCO 2017.03.03 07:06
    그나마 AFR은 쓰이기라도 하지 내장그래픽에 후처리를 전담시키는 이종 GPU 연산은 활용 자체가 되지 않고 있죠.
  • ?
    quapronuet 2017.03.03 10:15
    dx12는 콘솔 수준의 최적화를 가능하게 하는 동시에 스펙조차 제각각인 pc에 콘솔 최적화 이상의 작업을 필요로 하는 건가요.

    상당한 수준의 제작사가 아니면 아예 안하느니만 못할 수 있는 거군요...
  • profile
    스팅 2017.03.03 10:27
    DX12는 아직 최적화가 어렵나보군요... 벌칸은 어찌 되고 있는지...
  • ?
    단순한생각      전 워스파이트 피규어를 세개나 지른 다메 데도쿠입니다. 궁민의 심판을 받... 2017.03.03 11:43
    생각해보면 지금의 결과는 당연한게...

    다이렉트 X가 주류가 되고 글라이드나 Open GL이 끝내 비주류로 전략해서 잊혀지게 된 이유중에는 로우레벨 API의 저런 특성때문이었죠. 이는 벌칸이나 여타 로우레벨 API에서 고려해야 할 문제입니다. 특히나 CPU/GPU구버전과 신버전이 공존하는 PC에서는 해결하기가 매우 어렵죠.

    애시당초 해킹지향적(...)인 다이렉트 X개발팀이 어떤 놀라운 방법을 들고오기전까지는 이론상 수치와 실제 수치의 갭이 계속 클 수 밖에 없을겁니다. 물론 전 개발자가 아닌만큼 단언할수는 없는 부분이지만요.(먼산)
  • ?
    염발 2017.03.03 17:45
    그냥 막연히.. dx12가 무조껀 좋은게 아닐까?? 생각했었는데 그런게 아니였군요
    난이도가 더 높다니..
    글 잘봤습니다
  • profile
    루니오스      프로필 이미지는 영화 주토피아의 주인공 주디의 어린시절 입니당 2017.03.03 20:02
    어쩐지 패키지게임들도 DX12를 지원하는 게임이 생각보다 안나온다 했는데, 구현 난이도가 상당히 높은거군요
  • ?
    여량 2017.03.04 00:54
    Dx12는 원래 개발자가 직접 손대지 말라고 하죠.
    유니티든 뭐든 프레임웤 끼우고 써보라던데요.
    그래도 신경쓸게 많은 진짜 로우레벨인 듯 합니다.
  • ?
    Minny      Main System : Microsoft Surface Go (Model 1824) Intel® Pentium® Proces... 2017.03.04 11:50
    그러니까 속담으로 얘기하면 빛좋은 개살구라는 거군요..
  • profile
    동방의빛 2017.03.04 13:23
    그런데 어차피 언리얼 같은 엔진을 쓰면 큰 의미없지 않나요?
  • profile
    白夜2ndT      원래 암드빠의 길은 외롭고 힘든거에요! 0ㅅ0)-3 / Twitter @2ndTurning 2017.03.04 23:47
    그냥 마지막 내용이 제일 중요한 것 같슴돠. 퀄리티 문제 이전에 재밌는 게임이 만들어져야 하지 말임돠.

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