소니 플스4는 플스4.1 플스4.2로 진화한다.소니 플스4는 플스4.1 플스4.2로 진화한다.

Posted at 2013.02.27 02:15 | Posted in IT/Hardware/Etc

PlayStation 4 (이하 플스4)가 발표되어 아직 정보의 절대량은 적지만, 구체적인 스펙과 소니 컴퓨터 엔터테인먼트의 전략 같은 것이 보였다. 

이에 플스4 관련된 의문과 그에 답하는 형식으로 스타일로 지금까지 나온 정보를 정리해본다.



Q : 플스4의 그래픽 성능은 어느정도 입니까?

A : 플스3의 8배 정도입니다.



▲플스4는 x86 CPU와 PC용 GPU를 채용한다고 발표되어PS4 프로세서로는 AMD의 APU 가 채용되었다. 


 APU는 "Accelerated Processing Unit '의 약자로, 소비전력과 성능의 균형을 가장 중요시하고 디자인된 통합 프로세서이다.  

그 GPU 코어는 AMD의 차세대 GPU 코어 아키텍처 " Graphics Core Next "(이하, GCN)를 채용하는 것으로했다. CPU 코어는 " Jaguar "(재규어)라는 아키텍처를 채용 한 것이지만 여기에 대해서는 뒤에 설명하겠다. 그런데, GCN은 개발 코드 네임 " Southern Islands "(서던 아일랜드)로 알려져왔다 GPU 시리즈, Radeon HD 7000에 사용되는 아키텍처다. 소니 컴퓨터 엔터테인먼트 (이하 SCE)는 PS4의 APU가 "18기의 컴퓨팅 유닛"을 탑재하고 있지만, GCN에서 컴퓨팅 유닛 "GCN Compute Unit"는 32bit 부동 소수점 스칼라 프로세서 (= 쉐이더 코어) "Stream Processor"(이하 SP)이 (16개 세트로) 4조 구성되기 때문에 PS4의 APU 전체에서는 16 × 4 × 18 = 1152 개의 스트림프로세서를 탑재하게된다. 이 1152 개라는 숫자는 Radeon HD 7800 시리즈에 속한다 " Radeon HD 7850 "(1024 개)와" Radeon HD 7870 GHz Edition "(1280 개)의 중간이라는 계산이다.



▲<라데온 7970M 노트북용, 플스4는 이런구성으로 나올확률이 높다>



 

 Radeon 7850(데스크탑)

 플스4 GPU

 Radeon 7970M(노트북)

 제조공정

TSMC 28nm HKMG 

TSMC 28nm HKMG  

 TSMC 28nm HKMG 

 다이크기

212 mm² 

212 mm² 

212 mm² 

 아키텍쳐

 GCN

 GCN

GCN 

스트림 프로세서 

 1024개

1152개 

1280개 

 Computing Units

 16CU

 18CU

 20CU

ROP 

 32

 

32 

 Texture Units

 64

 

 80

 코어클럭

860Mhz 

800Mhz 

850Mhz 

 메모리클럭

2GB GDDR5 1200Mhz 

 8GB GDDR5 1375Mhz

 2GB GDDR5 1200Mhz

 메모리 대역폭

 256비트

153.6 GB/s

 256비트

176GB/s

256비트

 153.6 GB/s

픽셀 필레이트 

27.5 GP/s

 

27.2 GP/s 

 텍스처 필레이트

55 GT/s 

 

68 GT/s  

다이렉트X 

 DirectX 11.1

 DirectX 11.1 

 DirectX 11.1 

 부가기능

UVD 3.0 하드웨어HD가속코덱
HD3D지원 (블루레이3D,입체3D게임)
4096x2160 해상도지원
HDMI 1.4a 지원
7.1채널 돌비 트루HD, DTS 마스터오디오
AMD 파워플레이 전력기능
AMD 제로코어 절전기능

UVD 3.0 하드웨어HD가속코덱

 HD3D지원 (블루레이3D,입체3D게임)

4096x2160 해상도지원HDMI 1.4a 지원


 UVD 3.0 하드웨어HD가속코덱

HD3D지원 (블루레이3D,입체3D게임)
4096x2160 해상도지원
HDMI 1.4a 지원
7.1채널 돌비 트루HD, DTS 마스터오디오
AMD 파워플레이 전력기능
AMD 제로코어 절전기능

 TDP

130W 

 

 100W




▲플스4에 탑재되는 Radeon HD 7800 코어의 개요와 블록 다이어그램



 또한, 공개된 스펙은 1.84 TFLOPS 의 연산 성능을 가진다고하지만, 스트림프로세서수가 1152개 있다는 가정, GCN 아키텍처는 SP가 1클럭에 1계산 (2 Ops)을 할 수 있다는 사실을 밟으면, "(1.84 TFLOPS ÷ 2) ÷ 1152"라는 공식에서 약 800MHz라는 동작클럭도 도출할 수 있다. 이것은 Radeon HD 7850의 코어클럭인 860MHz와 Radeon HD 7870 GHz Edition의 1000MHz에 가까운 현실감있는 숫자이다. 그런데 기억력이 좋은 사람은 이런반응일지도 모르겠다

 "어? PS4의 GPU의 FLOPS 값는 PS3의 GPU와 같은것이야!"라고 생각했을지도 모른다.왜냐하면 PlayStation 3 (이하 PS3)를 발표했을 때, SCE는 " GeForce 7800 GTX " 커스텀기반으로 GPU" RSX "의 연산 성능 값을" 1.8 TFLOPS "고 발표했기 때문이다.  그러나 이 1.8 TFLOPS이라는 숫자는, 텍스처 유닛에서 하나부터 열까지 총동원해 FLOPS 값에 포함하는, 구라가 듬뿍포함된 터무니없는 성능값이었다. 지금은 SCE 관계자들도 아마 웃고 있을지도 모른다.  모처럼이므로, 플스4가 가지는 연산 성능 값의 계산 방법과 동일한 방법으로 새삼스럽게 과거 플스3의 GPU의 FLOPS 연산력값을 다시 계산 해보자.


▲플스3에 탑재된 커스텀으로 탑재된 지포스7800GTX 코어

하지만 7800GTX의 반토막성능으로 탑재되었다.



GeForce 7800 GTX는 버텍스셰이더가 8개, 픽셀쉐이더가 24개의 고정 분류 식 4-1 way SIMD 벡터 유닛을, 버텍스셰이더는 1개 픽셀쉐이더는 2개 (듀얼에서) 가지고 있었다 . 그 외, 스칼라 유닛도 각각 탑재되고 있지만, 벡터 유닛과 동시에 가동 할 수있는 기회는 현실적으로 낮은 4-1 way SIMD 유닛에만 주목한다. 물론 이것도 자의적인 것이 아니라, PS4의 FLOPS 값 계산 방법에 의거 한 것이다. 

 또한, 동작 클럭은 발표시야말로 550MHz 이었지만, 결국은 조용히 스펙다운되어 500MHz 작동되었다. 이 근거로 계산하면


버텍스쉐이더 : (4-way SIMD × 2ops) × 8 개 × 500MHz = 32 GFLOPS

픽셀 쉐이더 : (4-way SIMD × 2ops) × 2 개 (듀얼) × 24 대 × 500MHz = 192 GFLOPS 에서 총 224 GFLOPS 된다. 


 그래서 어디 까지나 계산의 것으로 1.84 TFLOPS 플스4의 GPU는 플스3의 GPU 대비 8 배의 성능에 도달한다. 또한 공개된 공식스펙에 적혀 있던, GDDR5 메모리 버스 대역폭이 176GB/s라는 정보에서 메모리 성능도 헤아릴 수있다. Radeon HD 7800 시리즈의 메모리 인터페이스는 256bit 그래서 아마도 PS4의 APU의 그래픽 메모리 인터페이스도 256bit 것이라고, 만일 128bit 인 경우, 1bit 당 데이터 전송률이 너무 높아져 비정상적이다. 그 점때문에 256bit 경우 "176GB / s ÷ (256 ÷ 8) = 5.5Gbps"라는 그럴듯한 값이 요구되므로, 256bit 인터페이스로 데이터 전송 속도 5.5Gbps (동작 클럭 5.5GHz)라는 것이 정답이다. 덧붙여서 PC용 Radeon HD 7850과 Radeon HD 7870 GHz Edition 그래픽 메모리속도는 4.8Gbps(1200Mhz) 플스4가 메모리대역폭을 신경쓰고있다는점이 인상적이다.


 열심히하고 있다고 말하면, 메모리 탑재량도 그렇고, 공식 스펙에 따르면 8GB. 이 중 어느 정도를 게임실행용으로 사용 가능한지 여부는 OS의 규모가 보이지 않는 데다, 백그라운드에서 어떤 작업이 움직이는 지 알 수없는 상황에서 평가하는 것은 적절치 않다. 

 또한 비교용으로 플스3의 메인메모리는 64bit 인터페이스 연결로 256MB가 탑재되었고 대역폭은 25.6GB/s. 그래픽 메모리는 128bit 연결로 탑재량 256MB 대역폭 22.4GB/s이었다. 즉, 플스4의 메모리 성능은 약 7.8 배 증가하고있는 셈이다. GPU 성능과 거의 동일한 정도 향상된 것이다.








Q : 왜 AMD APU를 채용한것입니까??

A : 다각적으로 검토해볼 때 그것이 최선의 선택이었다. 



초기 플스1으로부터 MIPS 베이스의 CPU에, 플스2는 도시바와 공동으로 개발한, 독자 설계의 그래픽스 프로세서를 조합해 채용하고 있었다.

 현행의 플스3에서는, CPU를 SCE와 도시바, IBM의 3사 연합에서 막대한 비용을 투자해 개발・제조해 탑재했다. 그것은, 알려진 Cell 프로세서( 「Cell Broadband Engine」)이다.


 PS3의 GPU는 당초, Cell 프로세서를 베이스로 도시바가 독자적으로 개발한 것을 탑재할 방향으로 움직이고 있었던 것이 관계자에게의 취재로 판명되어 있지만, 이것은 최종적으로 채용을 보류되어 전술대로, GeForce 7800 GTX를 커스텀한 RSX를 채용하는 흐름이 되었다.


 그리고 이번 플스4는, 그 개발에 대해 SCE는, 인텔의 「Larrabee」(라라비, 개발 코드네임) 프로세서를 검토한적이 있었다. 그러나, 인텔 자체가 GPU로서의 Larrabee 계획을 취소시킨 것에 의해, 채용은 보류된 것 같다. 결국 SCE는, 현세대에 대하고, 현실적인 선택으로서 AMD제 APU를 선택하게 되었다.


 이번 AMD 재큐어코어의 산택은 다각적으로 생각하고, 그것이 최선이라고 판단되었기 때문이다.

 우선, 프로세서 업계에서는, Cell 프로세서 때와 같은 로켓 사이언스에의 대처는, 지금 비교적 맞지 않는다고 여겨지고 있다.지극히 미세한 제조 프로세스에 대응한 생산 라인의 확보나, 첨단기술을 구사한 신예 프로세서의 신규 설계는, 비록 그것을 필사적으로 노력해 갔다고 해도, 그 분야에서 오랜 세월 연구 개발 해 온 전문 메이커에 의한 최신예제품에 뒤떨어진다는 개발리스크가 높은 것이다.


SCE는, PS3의 판매 가격이 제조 가격을 밑도는 상태, 일반적으로 말하는 본전을 뽑기까지, 4년 가까운 시간을 필요로 했다

 한 때의 콘솔게임기에서는, 게임기런칭시 다소의 적자를 각오하여 염가로 판매해, 수년마다 그 게임기의 프로세서를 미세화하거나 1칩 집약화를 실시하여 단가를 내려 가는 것이 상투수단이었다.해를 거칠 때 마다 대응 게임 타이틀이 증가하고 유저가 증가해 게임이 많이 팔리고, 관련 주변기기가 팔리고, 게임기 메이커(=플랫 포머-)는 장기적으로 라이센스 요금(=로열티)으로 수익을 얻는것이, 종래형의 게임기에 있어서의 비즈니스 모델이다.


그러나, 세계경제 사정이나 소니 그룹이 가지는 내부사정의 변화, 콘솔게임기가 가지는 「사람들을 끌어당기는 힘」의 저하-- 「게임기 떨어져」라고 하는 것보다는, 스마트 폰의 대두 등, 게임의 본연의 자세의 다양화가 원인이 되는, 상대적인 저하라고 생각되지만, 이번 그 점에 관한 논의는 하지 않는다-- 등, 다양한 요인에 의해, 그러한 비즈니스 모델의 확실성이 엷어져 오고 있다.


▲예전과 다르게 스마트폰이나 소형게임기의 등장으로 콘솔게임기 시장을 위협하고 있다.



 지난번 발표된 NVIDIA의 휴대 게임기(Android 단말기) 「Project SHIELD」는, 그러한 비즈니스 모델로부터 탈각해, 거의 매년 새로운 하드웨어를 투입하는 것으로, 「하드웨어 그 자체로 돈을 버는 비즈니스 모델」에 활로를 찾아내려 하고 있다.


 Project SHIELD를 성공할 수 있을지 어떨지는 모르겠지만, 중요한 것은, 현재, 막대한 제조비용을 들여 본 적도 없는 꿈의 머신을 만들어 내는 것이, 현실적인 선택사항은 아니어졌다고 하는 것이다. 콘솔게임기의 본연의 자세가 바뀌어 오고 있기 위해서, SCE는 현실적인 선택으로서 가장적합한 선택에 도착했던 것이다.


 덧붙여서, PS2는 2000년 발매 당시 , 가격이 3만 9800엔(세금 포함)이었다.PS3는 2006년에 있어서의 발표 당초의 가격이 HDD 20GB모델로 6만 2790엔(세금 포함)이었지만, 만약 만일 「PS4는 8만엔」이라고 하게 되면, 많은 사람들이 안산다고 난리를 피웠을 것이다.


 필자도 그렇게 생각한다.그리고 SCE도 그렇게 생각하기 때문에, AMD재규어 코어 아키텍쳐를 채택한 것이다.이번 발표로, 가격에 대한 설명은 아무것도 없었지만, 실제, 플스4의 가격이 7만엔이라든지 8만엔이라든가 한 금액이 될 가능성은 우선 없을 것이다. (예상가격은 $400 근처)


 그리고 ARM 아키텍쳐의 CPU 코어와 GeForce 코어의 편성이라든지, Core i프로세서와 동CPU에 통합된 그래픽스 기능과의 편성이라든지, 혹은 AMD제 CPU로 해도 「AMD FX」Radeon의 편성을 채용하지 않았던 것일까.그 점에 도착하고, 유감스럽지만 명확한 근거를 가지고 말할 수 없지만, 아마, 비즈니스적인 요인이나, 성능 평가 결과, 공급면의 조건, 케이스에 집어 넣었을 때의 열설계 요건, 장래적인 프로세스 쉬링크의 로드맵전망 등에 있고, AMD의 APU로 잘 타협이 붙었던 것이 이유라고 생각된다.


 덧붙여서, SCE의 공식 견해로서의 「AMD APU를 채용한 이유」는, 「개발자에게 물어본결과 가장 만들기 쉽고 친숙해 지기 쉬운 PC코어 아키텍쳐이다고 결론 지을 수 있었기 때문에」다.


 PC게임의 세계에서는 AMD의 경합인 NVIDIA GPU・GeForce 쪽이 인기는 높지만, 「64 bit 대응의 x86계 멀티 코어 CPU와 고성능인 DirectX 11.1세대의 GPU」라고 하는 편성을 제공할 수 있는 것은, 세계가 넓을지라도 AMD 밖에 있지 않고, 그 의미에서는 완전히 나쁜 선택은 아니다.





Q : CPU 코어의 성능이 높지 않을 것 같은데 어떤가요?

A : 그렇지만 거기에는 합당한 이유가 있습니다.


 APU는 것은 AMD가 마케팅용어로 쓰이는 단어로, GPU 코어와 CPU 코어 등 같은 다른 종류의 코어를 여러 개 통합 원칩화 구성으로 한 이종 멀티 프로세서 관점에서 PS4의 APU도 PS3의 Cell에 차이는 없다. Cell은 일련 로직을 수행하게 뛰어난 PowerPC 코어와 병렬 로직을 수행하게 뛰어난 여러 "SPE"(Synergistic Processor Element) 코어를 하나의 칩에 집약시킨 것이었다.



▲1세대  밥캣아키텍쳐를 탑재한 AMD "E-350" (자카테) 사진

재규어는 밥캣 아키텍쳐 후속이되는 2세대 아키텍쳐이다.



 이에 대해, PS4의 CPU 코어 아키텍처가 재규어라는 것이다 이것은 본문의 서두 한마디만 언급 해 놓았는데, 이것은 "AMD E-Series"라는 APU 용으로 개발 된 것 이다. 세부적으로 설명하면, 40nm 공정 기술을 이용하여 제조되는 1세대 AMD E-Series에서 사용 된 "밥캣"아키텍처의 후속에 해당하는 것으로, 시리얼 로직을 수행하게 뛰어난 64bit 코어 아키텍처 인 . 

 PS4의 코어 프로세서는 그런 Jaguar 코어 기반의 CPU 코어가 8 개과, 전술 한 Radeon 기반의 GPU 코어가 집약된다. PS3에서는 마지막 기 모델도 원칩화 못했다 "CPU와 GPU의 원칩화"을, PS4는 처음부터 실현하고있는 셈이다. 그런 의미에서, 같은 "이종 형 프로세서"하지만 Cell과 PS4의 APU는 내용이 상당히 다르다.


2013 년 1 월 시점에서 AMD의 APU 로드맵. Jaguar 세대의 CPU 코어는 후반에 등장 할 예정이다


 또한 Jaguar 아키텍처는 에너지 효율성에 초점을 맞춘 설계가 이루어지고 있으며, 높은 클럭에서 동작되진 않는다. PS4에 채용되는 것도 아마, 동작 클럭은 1.8Ghz ~ 2GHz 정도가 될 것으로 보인다. 

 적어도 3.2GHz 작동했던 플스3의 Cell과 비교하면, PS4의 CPU 코어 클럭은 낮아지는 것이다.(그렇다고 성능이 낮아지는건 아니다)



 덧붙여서이 "Jaguar 기반으로 8개의 CPU 코어와 스트림프로세서수 1152 개의 GPU 코어"라는 설정의 APU는 2013년 2월 시점에서 AMD의 제품 라인업에 존재하지 않는다. PS4의 APU하지만 일단은 미래의 아키텍처를 채용한 형태가있는 것이다. 다만, 아주 가까운 미래에 이에 가까운 APU가 AMD에서 등장, 노트북 PC 등에 탑재되는 것이다.


 덧붙여서 PS Vita의 하드웨어 스펙은 자사의 고급면에서 2013 년에 등장하는 많은 스마트 폰에 추월될 전망이지만, 이것은 예상된 미래이다. 그리고 그것은 1 ~ 2 년 이내에 PS4에도 같은 일이 일어 있다는 얘기이며,이 역시 예상된 미래이다. 원래 하이엔드 클래스의 게임PC와 비교하면 플스4는 지금의 시점에서도 전혀 씨알도 먹히지 않는다.  "그럼, PC가 좋잖아"라는 의견이 나올수 있지만, 의외로 그렇지도 단언 할 수없는 것이, 게임기가 재미있는것이다. 예를 들어 현 세대 콘솔에서 생각해 보자. PS3의 GPU가 GeForce 7800GTX의 디튠 버전인 것은 이미 전한대로이지만,이 그래픽 기능은 DirectX 9 세대, Shader Model 3.0에 머물러 있었다. 그리고이 사양은 PS3의 발매로부터 1년이 지난 2007년에 PC용 GPU로 DirectX 10 세대, Shader Model 4.0을 지원하는 것이 등장했기 때문이다. 하지만 하드웨어 스펙 만 보면 완전히 "시든"GPU상에서 움직이는 PS3의 게임 타이틀, 독자는 2007 년 이후에도 놀라게하거나 흥분하거나했을 것이다. 이것은 틀림없이 게임 개발 기술의 진화, 말하자면 소프트웨어 기술의 진화가 있었기에 실현 된 것이다. 이와 같은 일이 PS4의 시대도 일어나는 것은 쉽게 상상할 수있는 것은 하드웨어 스펙이 게임 PC보다 열등하더라도, 또한 1 ~ 2 년 이내에 스펙이 부실하더라도 게임 표현과 게임 체험은 진화하는 것이다.  "도구나 .......보다 성능이 높으면 더 대단한 것이 나올 테고 ......"라고하는 사람도있을 것이다. 그 점에 대해서는 다음 절에서 말하고 싶다.



Q:PC아키텍쳐라면, PC그 자체로 좋은 것은 아닌가요?

A:게임기술의 기준으로서 콘솔게임기는 필요하지만 다만 짧은 기간내 “플스4.1”등장은 예상된다.


 아무리 소프트웨어 기술에 의해서 게임 표현이나 게임체험이 진화한다고 해도, 역시 하드웨어 스펙의 한계라는 것은 있다.

 PS3도 등장 후, 6~7년이라고 하는 시간의 경과를 거치고, PS3라고 하는 하드웨어 중에서 할 수 있게도 한계가 보여 왔다. 그래픽스 표현이나 게임 체험, 서비스면과 모든 면에서 쇄신의 필요성이 높아져 왔기 때문에 등장한 것이 PS4라고 하는 것으로 있다.


 확실히, 하이엔드 PC아키텍쳐가 선진적이면, 하이엔드PC로 게임 플랫폼을 제공하는 편이 대단한 것을 제공할 수 있을 것이다. 그러나, 하이엔드PC는 우선 고가.또, 사양에 다양성이 너무 있고 , 게다가 그 사양은 유동적이다.


 진정한 의미로 좋은 것은 아닌 것인지도 모르지만, 안정된 품질의 그래픽스 표현이나 게임 체험, 서비스를 제공하기 위해서는, 아무래도 하드웨어 사양의 같은획일화가 필요하다.「플레이 하는 사람이 많이 있던 게임 비즈니스」를 생각하면, 역시, 유저의 수를 압도적으로 많이 전망할 수 있는 콘솔게임기가 현실적인 선택이 된다.그리고 그것은, 콘솔게임기의 하드웨어 아키텍쳐가, 아무래도 게임 기술의 기준이 되어 진다고 하는 의미이기도 하다.


 단지 이번, AMD의 APU라고 하는“PC를 위한 프로세서 그 자체”를 선택한 것으로, APU라고 하는 체제의 진화와 함께, PlayStation 플랫폼의 진화가 허용 될 가능성은 있다.

 즉, 지금까지와 같은 콘솔게임기의 6~7년이라고 하는 긴 주기마다의 진화가 아니고, 2년이라든지 3년이라든지, 짧은기간내 PS4가 개량되어 스펙이 올라갈 가능성을 부정할 수 없다라는 것이다. 플스4S라던가..?


 만일“PS4.1”이나“PS4.2”가 나왔다고 해서, PS4.2 전용의 게임은, PS4.0이나 4.1에 있어서의 APU 체제속에서 스케일되어 동작할 수 있으므로, 그래픽품질을 약간 떨어뜨리면, 플스4.0이나 플스4.1에서도 동작시키는 것이 가능하다. 아니, 동작할 수 있도록 PS4.x 플랫폼을 규정할 것이다.


 「PC」라고 하는 묶음에서는, 너무 사양의 다양성과 유동성이 너무 격렬하지만, SCE의 규정하는 「PlayStation 플랫폼」이라고 하는 묶음안에 있어서의, 어느 정도의 스펙의 다양성을 인정하는 것은, 충분히 가능하다고 생각하고 있다.


 단일 플랫폼이면서, 어느 정도의 스펙의 갱신업을 실현하고 있는 것이, 우리의 가까이에 는 있다. iOS나 Android라고 하는 스마트폰 및 타블렛 단말의 플랫폼이다.

 Android는 약간 다양성이 강하고, iPhone도, iPhone이라고 하는 패밀리 네임이 있어도 초기제품과 최신제품의 스펙의 차이가 너무 있지만, PlayStation 플랫폼으로도 애플의 아이폰적인 진화를 허용 한다면, 그 근처의 컨트롤은 충분히 가능할 것이다.그러니까, 기술 진화의 전망이 예측가능하기 쉬운 PC에 가까운 아키텍쳐를 취했다고 보는게 가장 타당하다.


 이 생각을 베이스하여 한층 더 심도있게 생각해보면 PS4.0의 이니셜 스타트와 짧은주기의 제품갱신이라면 현행의 하이엔드PC를 뛰어넘지않는 스펙으로 했다는것도 생각해볼 수 있다. 즉, 하드웨어의 진화를 처음부터 생각하고 만들었다는 것이다.



Q : 플스4 게임은 어떻게 진화하는가?

A : 다이렉트11.1 세대의 기술이 모두 사용할 수 있게 되었다.


 PS3가 등장했을 무렵이란, 게임 프로그래밍 기법으로 멀티 스레드 프로그래밍 (= 병렬 프로그래밍)이 침투하기 전에 시대이며, 그래픽 관해서도 프로그래머블 쉐이더 아키텍처가 겨우 시민권을 얻어 가고있는 상황 이었다.


▲AMDRadeon HD 7870 GPU. 

2013 년 2월 시점으로 최신3D 성능과 최신 API가 PlayStation4 플랫폼에 탑재되었다.


 그 점은, PS4의 APU는 엔트리 클래스라고해도 8코어 프로세서이다. CPU쪽 "좀 더 성능을 갖고 싶다"라고하는 게임 개발자가 나오고는것도 당연하지만, GPU의 기능면, 성능면의 향상은 불평없이 압도적이며, 지난 7~8 년 사이에 PC게임 업계에서 일어난 기술적인 점프가 게임업계에 단번에 일어난것은 틀림없다. 

게임 개발 현장에서는이 점에 대해 큰 환영 분위기가 감돌고있다. 특히 그래픽은 DirectX 9 세대의 Shader Model 3.0 사양에서 DirectX 11.1의 Shader Model 5.0으로 "순간이동"그래서 급격한 변화가 일어난 것이다. 플스3의 시대에 준비되어 있었던 프로그래머블 쉐이더는 버텍스쉐이더와 픽셀쉐이더 밖에 없었지만,이 플스4는 형상

 헐, 도메인, 연산 (Compute)의 각 쉐이더와 테셀레이터가 단번에 추가된다.


▲플스4를 지원하기로한 Unreal Engine 4는 GPU 파티클 화면. 

화면은 100만개의 입자 그리기 및 거동 제어를 GPU에서만 실시하고있는 데모이다.



 지오메트리 셰이더는 폴리곤의 프로그래머블 증감이나 발현 손실까지, CPU의 손을 빌리는 일없이, GPU 단독으로 제어 할 수있는 것이다. 형상이 확실하지 않은 기체 (가스)과 불꽃, 물, 안개 등 같은 것을, GPU만으로 시뮬레이션하여 그릴 수있게된다. 이러한 시스템은 "GPU 파티클 시스템"이라고하지만, 이번 PS4 발표회에서 PS4에 대한 대응이 공식 발표 된 Epic Games 만든 차세대 게임 엔진 "Unreal Engine 4"와 스퀘어 에닉스의 차세대 게임 엔진 "Lumionus Studio"에서는,이 GPU 파티클 시스템이 실제로 작동하고있다. 헐쉐이더와 테셀레이터, 도메인 쉐이더의 3개를 한 덩어리로 해 "테셀레이션 스테이지"라는. 여기 상황에 따라 폴리곤 모델을 필요한 세부 번에 곡면 화하거나 다른 형태로 변형 시키거나 할 수있는 기능을 제공한다. 테셀레이션 스테이지를 잘 활용하면 "폴리곤 수가 적은 가혹한 형태의 3D모델 시뮬레이션과 자세 제어를 수행하고, 그 결과에 대해 관점에서 원근에 따른 적절한 정보도 폴리곤 수 에서 3D 모델을 렌더링하는 "같은 구조를 실현할 수있게된다. 플스3의 세대는 근거리에서의 표시 용으로 폴리곤 모델을 원거리에서 볼 수 있도록 저 폴리곤 모델을과 2 종류 준비하고, 상황에 따라 전환하곤했지만, 이러한 중복 구현이 필요하게되는 것이다.  또한 안면이나 인체의 변형 표현, 모발의 자연스러운 움직임 등에도 테셀레이션 스테이지가 활용 가능하도록되어있다.  또한, "토이 스토리"로 유명한 Pixar Animation Studios (픽사)이 테셀레이션 기술의 주류 기술이다 Catmull-Clark (카토마루 - 클라크) 법에 관한 다양한 기술을 특허로 누르고 있었지만, 2012 년 여름, 무려 이것을 라이센스 무료로 게임 업계를 포함하여 배포했다 ( 관련 기사 ). "OpenSubdiv"라는이 프로젝트의 발표가 PS4와 관련된 ......라는 것은 아무리 그래도 의혹이 지나면하더라도이 영향은 게임 업계도 컸다 것이다.  실제로 이번 PS4 발표회에서 공개 된 캡콤의 차세대 게임 엔진 " Panta Rhei "(판타레이)에서는 콘텐츠 파이프 라인 부분에서 엔진 런타임에 이르기까지, 테셀레이션 스테이지가 고효율로 활용되고있다 .




Pixar Animation Studios는 테셀레이션 기술의 하나 인 Catmull-Clark에 관한 특허를 라이센스 프리로했다. 이제 게임 업계에서 맘것 쓸 수 있다.




캡콤의 차세대 게임 엔진 Panta Rhei은 테셀레이션 스테이지의 딥 활용이 이루어지고 있다고 말한다. MT 프레임 워크는 다른 계보의 새로운 엔진이다





Q:Cell B.E가 없어서 PS4는 정말로 괜찮을까?

A:GPGPU가 Cell을 대신한다


 반복되지만, PS4는 Cell이 탑재되지 않는다. 고급 데이터 병렬 컴퓨팅과 병렬 알고리즘의 실천을 할 방법이 없어져 버렸는가?. 

 이것은, 앞에서도 말했지만 DirectX 11.1 세대, Shader Model 5.0 사양의 아키텍처에서 제공하는 연산 쉐이더 (Compute Shader)로 대체되는 모습이다.  

Cell의 SPE는 각각이 가지는 공간 256kB의 로컬 메모리에서 각자가 완전히 개별 프로그램을 초고속으로 실행할 수있는 독특한 구조 였지만, 유감스럽게도 시대가 지났다. 과거의 유물인것이다. 단,이 Cell은 새로운 움직임을 불렀다. Cell의 발표 이후, 데이터 병렬 컴퓨팅 GPU에서 실천하려는 움직임이 강해지고, 이것이 GPU를 범용 목적으로 활용하려는 " GPGPU "(General Purpose GPU)라는 소프트웨어 패러다임을 탄생시킨 것이다.



 ▲AMD는 OpenCL 멤버이다.



이 후 우여곡절 끝에, NVIDIA가 "CUDA"(쿠다)라는 독자적인 GPGPU 플랫폼을 성공시켜 임베디드계에서는 "OpenCL"라는 개방형 표준 GPGPU 플랫폼까지 탄생했다. 그리고 DirectX 11.1 및 OpenGL 4.3 등 최신의 3D 그래픽 API는 GPGPU 솔루션의 Compute Shader를 지원하는에 이르고있다.  

PS4 개발킷이 DirectX 기반인지? OpenGL 기반인지는 알 수 없지만, 어쨌든 모두 최신 버전은 Compute Shader를 지원하고있다. 또한 AMD는 OpenCL에 주력하고있는 업체의 한 회사이므로, OpenCL도 이용 할 수있을 것이다. Compute Shader와 OpenCL의 구분이지만, 이것은 그래픽에 가까운 처리계를 GPGPU에서한다면 경우 Compute Shader를 사용,보다 범용 로직에 가까운 작업을 수행한다면 OpenCL을 사용하게 될 것이다. 덧붙여서 OpenGL 4.3 인 경우에, 양자가 공존 할 수있다.



▲Havok의 물리 시뮬레이션의 데모. GPU 기반에서 작동



 이번 PS4 발표회에서는 물리 시뮬레이션 미들웨어 벤더로 유명한, 인텔의 자회사로 알려진 Havok의 대국 물리 시뮬레이션의 데모가 공개 된 이는 GPGPU 기반에서 작동하는 것이된다. 


 또한 GPGPU는 물리 시뮬레이션뿐 아니라 AI (인공 지능)와 애니메이션 처리 (= 모션 제어)의 실현에도 유효되어있다. 특히 PS3 세대의 게임은 그래픽 이야말로 진화했지만, 캐릭터의 움직임에 지성이 느껴지지 않는다고 지적되거나 캡처한 모션 단체는 리얼이지만, 연속한 움직임이된다고 어색하거나하는 것이 있었다 한.  " 차세대 게임의 가장 중요한 테마는 "지성"과 "운동"이다 "고 주장하는 게임 개발자는 많은, GDC 및 CEDEC 등의 게임 개발자 회의에서도 관련 주제 발표와 토론은 상당히 가열되고있다.




마무리하며


 일단 PS3 나 Xbox 360이 등장했을 때, 일본의 게임 개발자들은 멀티스레드 프로그래밍과 프로그래머블 쉐이더 아키텍처에 당황했다. 이 분야에 전문적인 미국 게임 스튜디오와 비교하면 일본의 게임 개발 현장은 다소 낙후된 부분을 부정 할 수 없었다.

 

 마지막으로, 그 부족한부분을 매꿀수 있었지만, 스타트가 늦은건 부정할 수 없다. 하지만 PS4의 시대에, 그런 것은 없을 것 같다. 이번 발표회에서는, 스퀘어 에닉스와 캡콤이 차세대 게임 개발 기술에 대응했는지를 소리 높이 선언했다. 또한 PS4 발표회에서 코나미의 "FOX ENGINE '도 차세대 게임 엔진을 명목으로있는 이상 먼저 확실히 대응 한 것이다. 앞으로 나올 차세대 Xbox의 동향도 궁금하지만, 신세대 게임의 시대가 이제 곧 시작 것과 그 새로운 세대 게임 개발에 일본의 게임 스튜디오가 만반의 준비를 갖추고 있음 는 솔직히 크게 기대하고있다. 아마 향후 다른 게임 스튜디오에서도 차세대 게임 엔진과 PS4 게임 타이틀의 발표가 계속 될 것이다. 

콘솔게임매니아나 PC게임매니아 올해는 여러가지로 분위기가 업되는 한 해가 될 것 같다.




저작자 표시 비영리 변경 금지
신고
크리에이티브 커먼즈 라이선스
Creative Commons License
  1. 김연수
    내용 정말 잘 봤습니다. 매우 흥미롭네요.

    궁금한것이 위에서 잠깐 언급됐지만 실제 메모리를 Game용으로 얼마나 사용할지 알 수 있는 조건들에 대해서 언급을 하셨는데.. 그 부분에 대해서 좀 더 자세한 설명 가능하실까요?

    메모리를 게임에 어느정도나 반영하는지를 알 수 있는 logic 등을 좀 이해하고 싶습니다~ ^^

Name __

Password __

Link (Your Website)

Comment

SECRET | 비밀글로 남기기

티스토리 툴바

free counters