2020.08.27

엔비디아, 지포스 RTX 3090의 설계 변화 설명하는 영상 공개

Gordon Mah Ung | PCWorld
최신 암페어 GPU 아키텍처로 설계될 차세대 지포스 그래픽 카드의 9월 1일 공개를 앞두고 엔비디아가 열처리나 기계, 전자, 산업 설계에 해박한 많은 마니아를 기쁘게 할 만한 영상을 깜짝 공개했다. 새로운 그래픽 카드의 설계와 발열 처리, 현대 그래픽 카드 설계에 적용된 각종 기술을 간략히 소개한 영상이다.

‘현대 그래픽 카드 설계에 적용된 놀라운 예술과 기술(The Remarkable Art & Science of Modern Graphics Card Design)’이라는 제목의 이 영상은 소문으로만 알려진 RTX 30- 시리즈에 어떤 기술이 채택되고 냉각과 전력 핀 설계가 변한 점 등을 간단히 맛보기로 알려주는 영상이다. 그러나 그래픽 마니아들이 암페어라는 설계를 결정하게 된 요인이 무엇인지 이해할 수 있는 기반 정보가 빽빽히 들어 있다.
 

영상에서 엔비디아 써멀 아키텍트 데이비드 헤일리는 GPU에 냉각 시스템이 없다면 알루미늄의 녹는 점보다 100도나 높은 섭씨 760도까지 가열될 것이라고 말한다. 헤일리는 그래픽 카드에서의 냉각 시스템 원리와 차세대 엔비디아 제품에서 추가될 변화를 설명했다.

헤일리는 “완벽한 공기 흐름을 위해서는 기존의 병목을 제거하고, PCB를 변경하고 팬 위치를 바꾸고 팬을 제어하는 소프트웨어 스택에 변화를 주어야했다”고 밝혔다.
 
한 레딧 사용자는 앞서 유출된 사진에 기반해 암페어 아키텍처 그래픽 카드의 설계도의 상상 이미지를 업로드하기도 했다. ⓒ REDDIT 

분명히 이것은 이미 유출된 바 있는 신제품 그래픽 카드의 급진적인 외양을 설명하는 이유가 될 것이다. 외부 사진이 유출됐을 때는 설계 이면의 기술을 알 수 없었지만, 이 영상을 보고 나면 이해가 된다. 일반적으로 직사각형인 PCB와는 달리 암페어 기반 지포스 그래픽 카드의 유출 사진은 길이가 6~7인치로 훨씬 짧고 후면에 V 모양 노치가 있는 PCB를 탑재하고 있었다.

헤일리가 전산 유체 역학을 적용해 GPU에서 배출하는 공기와 열의 흐름을 데스크톱 형태에서 시뮬레이션했다는 것을 볼 때 이 설계는 레퍼런스로 확인됐다고 판단할 수 있다.

영상에서 PC 후면에 가장 가까운 편이 공기를 빨아들이고, 케이스 후면으로 공기를 배출하는 것을 확인할 수 있는데, 내부 케이스 온도를 낮추는 데 효율적이지만 성능에는 크게 도움되지 않는 전형적인 블로워 타입 카드와 유사해 보인다. 그러나 영상에서는 PC 전면에 가장 가까운 두 번째 팬이 공기를 빨아들이고 바로 CPU 뒤에 고정된 팬이 외부로 열기를 배출하는 것도 확인할 수 있다. 일부 공기는 냉각 부품이나 후면 팬으로 순환될 것으로 추정된다.

공기를 단순히 GPU의 핀 스택 쪽으로 내보내고, 발생하는 열을 순환시킬 공기를 케이스 자체가 해결하게 맡겨 두는 GPU 일반적인 듀얼 팬 블로워 타입의 쿨러와는 크게 다른 구조다.

헤일리는 또한, 냉각을 방해하는 것이 아니라 냉각에 기여하는 방식으로 기판에 대한 재사고가 이루어졌다고도 귀띔했다. 영상에서는 다음의 스크린샷과 같이 옆면의 히트 싱크 스택이 유출된 사진의 쿨러 디자인과 동일함을 확인할 수 있다.
 
ⓒ NVIDIA

기계적 관점에서 제품 설계 부사장 앤드루 벨은 엔비디아 엔지니어들의 목표는 모든 기술진의 모든 꿈을 한데 모으고 그것을 실현할 방법을 찾는 것이라며 한 가지 혁신을 언급했다. 쿨링 시스템은 지금까지 커다란 스프링으로 PCB에 고정되어 있었는데, 후면 커버가 잘 들어맞는 동시에 GPU 코어에 쿨러를 단단히 고정할 수 있는 로우 프로파일 리프 스프링을 새롭게 설계한 것이다.
 

짧아진 PC와 12핀 커넥터 설명

마지막으로 시스템 엔지니어링 이사인 가브리엘 골라가 PCB가 더 짧아지면서 와이어와 전력 밀도에 있어 전기적 간섭 현상이나 방해를 일으키는 문제를 설명했다. 골라는 간섭 현상을 완화하기 위해 훌륭한 레이아웃 엔지니어를 보유하고 PCB에 레이어를 추가했다고 밝혔다. 암페어 설계에 이전보다 더 많은 레이어가 포함되어 있음을 짐작할 수 있다.

골라는 최근 신제품을 둘러싼 여러 가지 주장을 직접 언급하기도 했다. 제조업체 시소닉에서 먼저 선보인 새로운 12핀 커넥터를 둘러싼 논쟁이다. 왜 굳이 기존 파워 커넥터를 재설계하는 불편을 감수했는지를 궁금해하는 사용자가 많았는데, 골라는 보드의 공간이 암페어 설계에서는 가장 중요하다고 강조했다. 표준 듀얼 8핀 커넥터가 얼마나 많은 공간을 차지하는지는 영상과 다음 설계도에서 확인할 수 있다.
 
ⓒ NVIDIA

그리고 다음 스크린샷은 신형 12핀 커넥터가 더 적은 공간을 차지한다는 일러스트다.
 
ⓒ NVIDIA

신형 12핀 파워 커넥터는 기판에서 차지하는 면적이 훨씬 더 적고, 냉각과 파워 기능이 더 많은 공간을 활용할 수 있게 된다. 유출된 암페어 기반 지포스 RTX 3090 사진을 통해 제품이 상당히 크다는 것을 알 수 있지만, 케이블 커넥터와 PCB의 크기가 줄어든 것은 그 내부에 많은 기술이 집적되어 있다는 의미가 된다. 유출된 사진이 모두 사실이라는 전제 하에(영상은 유출 사진을 뒷받침하고도 있다), 지포스 신제품 그래픽 카드의 전자적, 기계적, 산업 디자인적 설계가 한 가지 효율을 목표로 한다는 것을 알 수 있다. 바로 냉각이다.
 
ⓒNVIDIA

영상에 등장한 그림이나 도표가 대부분 이전 지포스 카드를 담았지만, 신제품 암페어 기반 지포스 카드는 끝부분에야 등장한다. 영상은 카드의 외관으로 짐작되는 일부분을 카메라가 포착하는 것으로 마무리된다. 이후 수 주 간 계속 엔비디아가 홍보해 온 9월 1일 지포스 행사에서는 신제품 지포스 RTX 3090이 발표될 것으로 보인다. editor@itworld.co.kr 


2020.08.27

엔비디아, 지포스 RTX 3090의 설계 변화 설명하는 영상 공개

Gordon Mah Ung | PCWorld
최신 암페어 GPU 아키텍처로 설계될 차세대 지포스 그래픽 카드의 9월 1일 공개를 앞두고 엔비디아가 열처리나 기계, 전자, 산업 설계에 해박한 많은 마니아를 기쁘게 할 만한 영상을 깜짝 공개했다. 새로운 그래픽 카드의 설계와 발열 처리, 현대 그래픽 카드 설계에 적용된 각종 기술을 간략히 소개한 영상이다.

‘현대 그래픽 카드 설계에 적용된 놀라운 예술과 기술(The Remarkable Art & Science of Modern Graphics Card Design)’이라는 제목의 이 영상은 소문으로만 알려진 RTX 30- 시리즈에 어떤 기술이 채택되고 냉각과 전력 핀 설계가 변한 점 등을 간단히 맛보기로 알려주는 영상이다. 그러나 그래픽 마니아들이 암페어라는 설계를 결정하게 된 요인이 무엇인지 이해할 수 있는 기반 정보가 빽빽히 들어 있다.
 

영상에서 엔비디아 써멀 아키텍트 데이비드 헤일리는 GPU에 냉각 시스템이 없다면 알루미늄의 녹는 점보다 100도나 높은 섭씨 760도까지 가열될 것이라고 말한다. 헤일리는 그래픽 카드에서의 냉각 시스템 원리와 차세대 엔비디아 제품에서 추가될 변화를 설명했다.

헤일리는 “완벽한 공기 흐름을 위해서는 기존의 병목을 제거하고, PCB를 변경하고 팬 위치를 바꾸고 팬을 제어하는 소프트웨어 스택에 변화를 주어야했다”고 밝혔다.
 
한 레딧 사용자는 앞서 유출된 사진에 기반해 암페어 아키텍처 그래픽 카드의 설계도의 상상 이미지를 업로드하기도 했다. ⓒ REDDIT 

분명히 이것은 이미 유출된 바 있는 신제품 그래픽 카드의 급진적인 외양을 설명하는 이유가 될 것이다. 외부 사진이 유출됐을 때는 설계 이면의 기술을 알 수 없었지만, 이 영상을 보고 나면 이해가 된다. 일반적으로 직사각형인 PCB와는 달리 암페어 기반 지포스 그래픽 카드의 유출 사진은 길이가 6~7인치로 훨씬 짧고 후면에 V 모양 노치가 있는 PCB를 탑재하고 있었다.

헤일리가 전산 유체 역학을 적용해 GPU에서 배출하는 공기와 열의 흐름을 데스크톱 형태에서 시뮬레이션했다는 것을 볼 때 이 설계는 레퍼런스로 확인됐다고 판단할 수 있다.

영상에서 PC 후면에 가장 가까운 편이 공기를 빨아들이고, 케이스 후면으로 공기를 배출하는 것을 확인할 수 있는데, 내부 케이스 온도를 낮추는 데 효율적이지만 성능에는 크게 도움되지 않는 전형적인 블로워 타입 카드와 유사해 보인다. 그러나 영상에서는 PC 전면에 가장 가까운 두 번째 팬이 공기를 빨아들이고 바로 CPU 뒤에 고정된 팬이 외부로 열기를 배출하는 것도 확인할 수 있다. 일부 공기는 냉각 부품이나 후면 팬으로 순환될 것으로 추정된다.

공기를 단순히 GPU의 핀 스택 쪽으로 내보내고, 발생하는 열을 순환시킬 공기를 케이스 자체가 해결하게 맡겨 두는 GPU 일반적인 듀얼 팬 블로워 타입의 쿨러와는 크게 다른 구조다.

헤일리는 또한, 냉각을 방해하는 것이 아니라 냉각에 기여하는 방식으로 기판에 대한 재사고가 이루어졌다고도 귀띔했다. 영상에서는 다음의 스크린샷과 같이 옆면의 히트 싱크 스택이 유출된 사진의 쿨러 디자인과 동일함을 확인할 수 있다.
 
ⓒ NVIDIA

기계적 관점에서 제품 설계 부사장 앤드루 벨은 엔비디아 엔지니어들의 목표는 모든 기술진의 모든 꿈을 한데 모으고 그것을 실현할 방법을 찾는 것이라며 한 가지 혁신을 언급했다. 쿨링 시스템은 지금까지 커다란 스프링으로 PCB에 고정되어 있었는데, 후면 커버가 잘 들어맞는 동시에 GPU 코어에 쿨러를 단단히 고정할 수 있는 로우 프로파일 리프 스프링을 새롭게 설계한 것이다.
 

짧아진 PC와 12핀 커넥터 설명

마지막으로 시스템 엔지니어링 이사인 가브리엘 골라가 PCB가 더 짧아지면서 와이어와 전력 밀도에 있어 전기적 간섭 현상이나 방해를 일으키는 문제를 설명했다. 골라는 간섭 현상을 완화하기 위해 훌륭한 레이아웃 엔지니어를 보유하고 PCB에 레이어를 추가했다고 밝혔다. 암페어 설계에 이전보다 더 많은 레이어가 포함되어 있음을 짐작할 수 있다.

골라는 최근 신제품을 둘러싼 여러 가지 주장을 직접 언급하기도 했다. 제조업체 시소닉에서 먼저 선보인 새로운 12핀 커넥터를 둘러싼 논쟁이다. 왜 굳이 기존 파워 커넥터를 재설계하는 불편을 감수했는지를 궁금해하는 사용자가 많았는데, 골라는 보드의 공간이 암페어 설계에서는 가장 중요하다고 강조했다. 표준 듀얼 8핀 커넥터가 얼마나 많은 공간을 차지하는지는 영상과 다음 설계도에서 확인할 수 있다.
 
ⓒ NVIDIA

그리고 다음 스크린샷은 신형 12핀 커넥터가 더 적은 공간을 차지한다는 일러스트다.
 
ⓒ NVIDIA

신형 12핀 파워 커넥터는 기판에서 차지하는 면적이 훨씬 더 적고, 냉각과 파워 기능이 더 많은 공간을 활용할 수 있게 된다. 유출된 암페어 기반 지포스 RTX 3090 사진을 통해 제품이 상당히 크다는 것을 알 수 있지만, 케이블 커넥터와 PCB의 크기가 줄어든 것은 그 내부에 많은 기술이 집적되어 있다는 의미가 된다. 유출된 사진이 모두 사실이라는 전제 하에(영상은 유출 사진을 뒷받침하고도 있다), 지포스 신제품 그래픽 카드의 전자적, 기계적, 산업 디자인적 설계가 한 가지 효율을 목표로 한다는 것을 알 수 있다. 바로 냉각이다.
 
ⓒNVIDIA

영상에 등장한 그림이나 도표가 대부분 이전 지포스 카드를 담았지만, 신제품 암페어 기반 지포스 카드는 끝부분에야 등장한다. 영상은 카드의 외관으로 짐작되는 일부분을 카메라가 포착하는 것으로 마무리된다. 이후 수 주 간 계속 엔비디아가 홍보해 온 9월 1일 지포스 행사에서는 신제품 지포스 RTX 3090이 발표될 것으로 보인다. editor@itworld.co.kr 


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