GDC 2018의 3D 그래픽 기술에서 가장 큰 화제는 레이 트레이싱입니다. 마이크로소프트는 다이렉트 X 12에 레이 트레이싱 파이프라인을 통합한 다이렉트 X 레이트레이싱을 발표했습니다.
여기서 주의할 점은 두 GPU 제조사도 레이 트레이싱을 각각 발표했다는 것입니다. NVIDIA는 GDC 2018에서 RTX Technology를 발표했는데, NVIDIA는 2009년에 Optix Engine을 발표한 바 있습니다.
AMD는 GDC 2018 시점에 맞춰 딱히 발표는 하지 않았지만, 레이 트레이싱 엔진인 Radeon ProRender와 레이 트레이싱 툴인 Radeon Rays를 이미 갖고 있습니다.
NVIDIA RTX와 Optix는 무엇이 다른가? 왜 RTX는 볼타에서만 작동하는가?
우선 NVIDIA부터 상황을 정리합시다. DXR과 RTX는 서로 경쟁하는 관계가 아님을 확실히 짚고 넘어가야 합니다. DXR은 윈도우 10 환경에서 다이렉트 X 프레임워크로 레이 트레이싱을 하는 프론트엔드를 맡은 존재입니다. 따라서 실제로 GPU를 구동해 레이 트레이싱을 하는 기능은 GPU 제조사가 드라이버 모듈로 제공하는데, 이 드라이버 모듈에 해당되는 게 RTX입니다. 즉, DXR을 써서 개발한 소프트웨어가 NVIDIA의 GPU에서 작동할 때 RTX가 수행한다는 이야기입니다.
그럼 RTX의 정체는 무엇일까요? 핵심 기술은 OptiX 그 자체라 생각됩니다. Optix는 NVIDIA의 GPU 기반 GPGPU 프레임워크인 CUDA에서 동작하는 레이 트레이싱 엔진입니다. 레이 트레이싱에 필요한 처리 계통을 모두 갖춰, 엔진이 아닌 Suite라고 부르는 게 더 정확할지도 모릅니다.
GDC 2018에서 얻은 정보를 종합하면 DXR은 Optix의 아키텍처를 기반으로하는 집합으로 설계된 듯 합니다. DXR은 어디까지나 추상화 계층에 해당하는 프론트엔드로, 특정 GPU를 실제로 구동하는 소프트웨어 모듈은 없습니다. 그리고 OptiX는 레이 트레이서의 핵심 부분을 DXR의 사양에 맞게 최적화하고, CUDA 기반 소프트웨어가 아니라 성능을 확보하기 위해 볼타 세대의 GPU에 최적화해 동작시키는 것이 RTX입니다. Optix가 CUDA 기반의 NVIDIA GPU를 지원하는데, 같은 아키텍처 기반의 RTX가 볼타 세대만 지원하는 이유는 여기에 있습니다.
그럼 현재의 지포스에 탑재된 파스칼 아키텍처나, 그 이전 세대에서 RTX를 쓰지 못하냐면 그건 아닙니다. DXR은 대체 시스템을 제공하니 최악의 경우엔 CPU 기반의 레이 트레이싱 엔진이 작동할지도 모릅니다. 이건 농담이라 치고. 파스칼 세대 이전의 GPU에는 CUDA 기반인 Optix의 레이 트레이싱 엔진을 DXR 스펙에 맞춰 제공할 가능성도 있습니다.
AMD는 DXR에 어떻게 대응할 것인가
AMD는 아직 공식적으로 DXR에 반응이 없습니다. AMD에서 게임 개발자 지원을 담당하는 ISV Relations 팀의 Frank Vitz 디렉터는, DXR에 대한 AMD의 움직임을 묻자 아직 명확한 답변은 없지만 지원해 나가는 건 확실하다. 이정도만 답했습니다.
GDC 2018에서 AMD는 Real-Time Ray-Tracing Techniques for Integration into Existing Renderers\(기존의 렌더러에 통합하기 위한 실시간 레이 트레이싱 기술)이라는 세션을 열고, 여기에서 Radeon ProRender와 Radeon Rays를 소개했으나 여기에서도 DXR에 대한 언급은 없었습니다.
다만 다른 AMD 관계자에게서 Radeon Rays를 DXR에 지원하도록 만든다는 의견은 들을 수 있었다고 합니다. 실제로 Radeon ProRender와 Radeon Rays의 핵심 모듈에서 필요한 부분을 꺼내 DXR에 맞춰 작동시키는 게 가장 빠른 해결 방법입니다. 다만 이 경우 성능이 문제가 됩니다. Radeon ProRender와 Radeon Rays는 OpenCL 기반의 구현입니다. 그래서 라데온과 라데온 프로가 꼭 있어야 하는 건 아니며, CPU나 NVIDIA GPU에서도 실행 가능합니다. 그래서 다른 방법을 쓸지도 모릅니다.
AMD Radeon ProRender와 Radeon Rays라는 2가지 레이 트레이싱 솔루션. OpenCL 기반에서 동작해 호환성이 높고 다른 제품에서도 작동합니다. AMD의 레이 트레이싱 기술 자체는 선진적이나 DXR 지원은 NVIDIA보다 조금 늦어질 듯 합니다.
NVIDIA와 AMD의 새로운 전쟁터. 레이 트레이싱 솔루션
다이렉트 X가 진화해나가는 과정에서 NVIDIA와 AMD(ATI)의 경쟁 때문에 도입이 늦었던 경우가 몇번 있었습니다. 예를 들어 다이렉트 X 9.0c의 VTF(Vertex Texture Fetching)는 NVIDIA 기술을 기반으로 만들었기에 ATI의 대응은 늦었습니다. 한편 다이렉트 X 11의 테셀레이션 스테이지는 ATI 기술을 기반으로 했기에 NVIDIA의 성능은 한동안 뒤쳐졌습니다.
그런 의미에서 DXR이 NVIDIA 기반 기술을 사용한 이상, NVIDIA의 대응이 빠르고 AMD가 느린 건 당연합니다. AMD가 빠르게 대응한다면 DXR이 새로운 전쟁터가 될 것입니다. 근데 지난날을 돌이켜 보면 두 GPU 회사가 함께 지원하지 않았던 VTF와 테셀레이션은 나중에 보급이 잘 된 편은 아니죠. 그럼 DXR은 어떨가요?
