2021.06.24

"본격 막 오른 GPU 기술 전쟁" AMD 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 모든 것

Brad Chacos | PCWorld
드디어 공개됐다. 수 개월 동안의 오랜 기다림 후 화요일, AMD가 이미지 업스케일링 기술을 지원하는 PC 게임에서 프레임률을 크게 높이는  피델리티FX 슈퍼 레졸루션(FidelityFX Super Resolution, FSR)을 세상에 공개한다. 하지만 엔비디아의 화질 보완 기술인 DLSS와는 몇 가지 중대한 차이점이 있고, 그중 가장 큰 것이 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 시각 효과 보정 방식이다.

2018년 9월 엔비디아가 RTX 20 시리즈 세대를 출시했을 때 DLSS를 지원하는 게임은 없었다. 반면, 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 한 두 개가 아닌 7종의 호환되는 게임이 존재하는 상태에서 출시되며 올해 말까지 더 많은 게임이 출시될 예정이다. DLSS는 전용 텐서 코어가 내장돈 고가의 RTX 시리즈 지포스 카드만 사용할 수 있는 기능이지만, 슈퍼 레졸루션은 기존의 쉐이더(Shader) 코어를 사용해 마법을 부린다. FSR을 지원하는 게임은 여러 종류의 다양한 GPU와 호환될 것이며 그래픽 카드 드라이버 업데이트도 필요 없다.
 
ⓒ AMD

그렇다. 피델리티FX 슈퍼 레졸루션 기능은 라데온과 지포스 GPU 모두의 속도를 높일 것이고, 엔비디아가 프리싱크(FreeSync) 때처럼 오픈소스 기술을 가져온다고 해도 큰 타격이 없을 것이다. AMD의 수석 게이밍 설계자 프랭크 에이조는 브리핑에서 FSR은 ‘새 카드를 구매하지 않아도 되는 즉각 업그레이드’와 같다고 강조했다.

진짜 전투가 시작됐다.

DLSS의 경쟁 기술을 공개할 때까지 수 년이 소요된 것은 사실이다. 하지만 이제 슈퍼 레졸루션이 등장했으며 에이조는 라데온이 ‘업계의 (이미지)스케일러’가 되기를 희망한다고 말했다. AMD 라데온의 피델리티FX 슈퍼 레졸루션에 대한 모든 것을 살펴보자.
 

피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 어떻게 작동하는가?

다소 기술적인 설명이다.

기본적으로 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 모든 이미지 업스케일링 기술과 같은 방식으로 작동한다. FSR을 통해 그래픽 카드는 게임을 내부적으로 낮은 해상도로 렌더링한 후 소프트웨어 기법으로 그 이미지를 모니터에서 선택한 더 높은 해상도로 업스케일한다.

성능이 크게 향상되는 이유는 GPU가 훨씬 힘든 4K 해상도로 게임을 업스케일링하기 전에 먼저 1440p 등으로 렌더링하기 때문이다. AMD는 슈퍼 레졸루션이 네이티브 해상도만 사용할 때보다 4K 해상도에서 최대 2.4배 프레임률이 빨라진다고 밝혔다. FSR이 높은 프레임률을 지원하기 때문에 지금 가진 GPU로 플레이할 수 없었던 게임을 플레이할 수 있으며 플레이하는 게임의 응답성도 크게 높아진다.
 
ⓒ AMD

피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 4가지 품질 프리셋을 제공한다. 울트라 품질(Ultra Quality), 고품질(Quality), 균형(Balanced), 성능(Performance)이 바로 그것이다. 한 단계씩 올라갈 때마다 프레임률이 빨라진다. FSR로 실행하는 게임은 품질보다 성능 프리셋에서 훨씬 높은 속도로 실행되지만, 높은 단계에서는 위 차트처럼 내부에서 조금 더 낮은 해상도로 게임을 렌더링하는 방식으로 속도를 달성하기 때문에 선명도가 떨어질 수 있다. 1080p 해상도에서 4K(FSR 성능 프리셋)로 업스케일된 이미지는 게임이 내부적으로 2954x1662 해상도(FSR 울트라 품질)로 렌더링되는 것보다 더 적은 픽셀에서 정보를 얻는다.

울트라 품질 모드는 프레임률이 훨씬 빠르면서도 AMD가 말하는 ‘네이티브 렌더링과 흡사한’ 이미지를 제공한다. AMD가 제공한 다음 이미지를 보면 각 FSR 프리셋에서 무엇을 기대할 수 있는지와 갓폴(Godfall)에서 달성한 프레임률 향상을 확인할 수 있다.
 
ⓒ AMD
ⓒ AMD

수치상으로는 인상적이지만 이미지 업스케일링의 경우 화면상에서 게임이 실제로 어떻게 보이는지가 중요하다. 엔비디아의 1세대 DLSS는 이미지 품질이 흐릿한 것으로 악명이 높았고, 화면이 베이스라인(Vaseline)으로 오염된 것처럼 보인다. 그런 수준을 원하는 사용자는 없을 것이다. 다행히도 이후 공개된 DLSS 2.0은 마치 흑마법을 부린 것처럼 훨씬 개선된 상태다.

한편, 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 느낌을 측정하기 위해 정지 이미지만 갖고 판단하지 말자. 게임이 진행 중일 때 확대된 정지 이미지에서 눈에 띄는 약간의 흐릿함이 항상 눈에 띄는 것은 아니다. 또한 AMD는 해상도 다운스케일링과 VRS(Variable Rate Shading)를 함께 사용하여 지원되는 게임에서 빠르게 움직일 때 이미지 성능 요건을 낮춰 프레임률을 높이는 라데온 부스트(Radeon Boost)라는 핵심 기능을 제공한다. 실제로 눈으로 보았을 때는 네이티브 렌더링과 구분이 되지 않지만 스크린샷에서는 확인할 수 있다. 결론을 내리기 전에 피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 눈으로 확인하자(또는 게임을 플레이해보면 더욱 좋다).
 
ⓒ AMD

엔비디아 DLSS와 에픽의 곧 출시될 언리얼 엔진 5(Unreal Engine 5) 기반 템포럴 슈퍼 레졸루션(Temporal Super Resolution) 기능은 게임의 모션 벡터(Motion Vector)를 사용하여 시각 요소 업스케일을 돕는 시간적 업스케일링에 기초한다. 그러나 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 공간적 업스케일링을 적용한다. 에이조는 AMD가 시간적 업스케일링을 폄하하는 것은 아니지만(그리고 빠른 개선이 이루어진 후 어떤 식으로든 FSR에 적용될 가능성도 있지만) 전통적인 GPU 쉐이더에서 공간적 업스케일링을 사용하면 게임 개발자가 슈퍼 레졸루션을 매우 쉽게 통합할 수 있다는 장점이 있음을 더욱 강조했다. 이것이 ‘업계의 업스케일러’를 제공하려는 AMD의 주안점이다. (AMD는 7월 중순까지 FSR 소스 코드를 AMD의 GPU 오픈 이니셔티브에 게시할 것이다.)

AMD의 게임 엔지니어링 책임자 니콜라스 티비에로츠는 피델리티FX 슈퍼 레졸루션이 이미지 업스케일링을 위해 2개의 경로를 사용한다고 말했다. 첫 번째 경로는 이미지를 낮은 내부 렌더 해상도에서 업스케일하고, 두 번째 경로는 소스 이미지에서 다시 고품질 엣지를 생성하며 이미지 선명화를 수행해 남은 부분을 정리하고, 이미지 업스케일링에 내재된 부드러운 시각 요소를 줄인다.
 
ⓒ AMD

최선의 결과를 위해서는 입력 이미지의 앨리어싱 현상을 제거해야 한다. 그래서 개발자는 톤 맵핑(Tone Mapping)뿐 아니라 이 단계 이후에 FSR을 통합해야 한다. 즉, 색수차나 필름 입자 등 이미지에 ‘노이즈’를 추가하는 시각 효과는 FSR의 업스케일링 및 선명화 경로 이후에 적용되어 이런 선택지가 슈퍼 레졸루션의 마법 같은 품질에 영향을 미치지 않도록 한다. 건전성 표시줄과 아모 카운터(Ammo Counter) 등의 디스플레이 요소는 마지막에 추가되어 풀 해상도로 표시된다.

피델리티FX 슈퍼 레졸루션 같은 기술이 필요한 이유 중 하나는 실시간 레이트레이싱 효과를 활성화할 때 성능이 저해되는 현상을 줄이는 것이다. AMD는 라데온 RX 6000 시리즈 그래픽 카드에서부터 실시간 레이트레이싱 지원을 추가했다. 엔비디아 RTX GPU는 업스케일링과 레이 트레이싱 노이즈 제거를 전용 텐서 코어에 맡긴다. AMD의 기술은 모든 작업(뿐 아니라 실제 게임 렌더링)을 표준 GPU 쉐이더에서 수행하기 때문에 티비에로츠에게 레이 트레이싱이 활성화되면 FSR의 효과가 감소하는지 질문했다. 답은 ‘아니다’이다. 티비에로츠는 AMD의 RDNA 2 기반 GPU의 급진적인 인피니티 캐시(Infinity Cache)가 슈퍼 레졸루션 성능을 높여줄 것으로 기대하지 않지만, FSR의 두 번째 선명화 경로가 더욱 메모리 집약적이기 때문에 특정 시나리오에서 약간의 이점이 있을 수 있다고 말했다. 하지만 AMD는 아직 이 지점을 정확히 측정해 공개하지는 않았다.
 

피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 지원하는 게임은 무엇?

ⓒ AMD


6월 22일 발표 당일, 7개의 게임이 업데이트되어 피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 지원하기 시작했다. 이 7종은 각각 갓폴, 리프트 브레커(Rift Breaker), 아노 1800(Anno 1800), 이블 지니어스 2(Evil Genius 2), 터미네이터 레지스탕스 (Terminator Resistance), 킹션트(Kingshunt), 22세기 레이싱 시리즈(22nd Century Racing Series)다. 게임에서 FSR을 활성화하기 위해 별도로 드라이버 업데이트를 할 필요는 없지만, 하드웨어 제공업체가 추가적인 최적화가 적용된 드라이버 업데이트를 자유롭게 공개할 수도 있다.



2021.06.24

"본격 막 오른 GPU 기술 전쟁" AMD 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 모든 것

Brad Chacos | PCWorld
드디어 공개됐다. 수 개월 동안의 오랜 기다림 후 화요일, AMD가 이미지 업스케일링 기술을 지원하는 PC 게임에서 프레임률을 크게 높이는  피델리티FX 슈퍼 레졸루션(FidelityFX Super Resolution, FSR)을 세상에 공개한다. 하지만 엔비디아의 화질 보완 기술인 DLSS와는 몇 가지 중대한 차이점이 있고, 그중 가장 큰 것이 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 시각 효과 보정 방식이다.

2018년 9월 엔비디아가 RTX 20 시리즈 세대를 출시했을 때 DLSS를 지원하는 게임은 없었다. 반면, 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 한 두 개가 아닌 7종의 호환되는 게임이 존재하는 상태에서 출시되며 올해 말까지 더 많은 게임이 출시될 예정이다. DLSS는 전용 텐서 코어가 내장돈 고가의 RTX 시리즈 지포스 카드만 사용할 수 있는 기능이지만, 슈퍼 레졸루션은 기존의 쉐이더(Shader) 코어를 사용해 마법을 부린다. FSR을 지원하는 게임은 여러 종류의 다양한 GPU와 호환될 것이며 그래픽 카드 드라이버 업데이트도 필요 없다.
 
ⓒ AMD

그렇다. 피델리티FX 슈퍼 레졸루션 기능은 라데온과 지포스 GPU 모두의 속도를 높일 것이고, 엔비디아가 프리싱크(FreeSync) 때처럼 오픈소스 기술을 가져온다고 해도 큰 타격이 없을 것이다. AMD의 수석 게이밍 설계자 프랭크 에이조는 브리핑에서 FSR은 ‘새 카드를 구매하지 않아도 되는 즉각 업그레이드’와 같다고 강조했다.

진짜 전투가 시작됐다.

DLSS의 경쟁 기술을 공개할 때까지 수 년이 소요된 것은 사실이다. 하지만 이제 슈퍼 레졸루션이 등장했으며 에이조는 라데온이 ‘업계의 (이미지)스케일러’가 되기를 희망한다고 말했다. AMD 라데온의 피델리티FX 슈퍼 레졸루션에 대한 모든 것을 살펴보자.
 

피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 어떻게 작동하는가?

다소 기술적인 설명이다.

기본적으로 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 모든 이미지 업스케일링 기술과 같은 방식으로 작동한다. FSR을 통해 그래픽 카드는 게임을 내부적으로 낮은 해상도로 렌더링한 후 소프트웨어 기법으로 그 이미지를 모니터에서 선택한 더 높은 해상도로 업스케일한다.

성능이 크게 향상되는 이유는 GPU가 훨씬 힘든 4K 해상도로 게임을 업스케일링하기 전에 먼저 1440p 등으로 렌더링하기 때문이다. AMD는 슈퍼 레졸루션이 네이티브 해상도만 사용할 때보다 4K 해상도에서 최대 2.4배 프레임률이 빨라진다고 밝혔다. FSR이 높은 프레임률을 지원하기 때문에 지금 가진 GPU로 플레이할 수 없었던 게임을 플레이할 수 있으며 플레이하는 게임의 응답성도 크게 높아진다.
 
ⓒ AMD

피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 4가지 품질 프리셋을 제공한다. 울트라 품질(Ultra Quality), 고품질(Quality), 균형(Balanced), 성능(Performance)이 바로 그것이다. 한 단계씩 올라갈 때마다 프레임률이 빨라진다. FSR로 실행하는 게임은 품질보다 성능 프리셋에서 훨씬 높은 속도로 실행되지만, 높은 단계에서는 위 차트처럼 내부에서 조금 더 낮은 해상도로 게임을 렌더링하는 방식으로 속도를 달성하기 때문에 선명도가 떨어질 수 있다. 1080p 해상도에서 4K(FSR 성능 프리셋)로 업스케일된 이미지는 게임이 내부적으로 2954x1662 해상도(FSR 울트라 품질)로 렌더링되는 것보다 더 적은 픽셀에서 정보를 얻는다.

울트라 품질 모드는 프레임률이 훨씬 빠르면서도 AMD가 말하는 ‘네이티브 렌더링과 흡사한’ 이미지를 제공한다. AMD가 제공한 다음 이미지를 보면 각 FSR 프리셋에서 무엇을 기대할 수 있는지와 갓폴(Godfall)에서 달성한 프레임률 향상을 확인할 수 있다.
 
ⓒ AMD
ⓒ AMD

수치상으로는 인상적이지만 이미지 업스케일링의 경우 화면상에서 게임이 실제로 어떻게 보이는지가 중요하다. 엔비디아의 1세대 DLSS는 이미지 품질이 흐릿한 것으로 악명이 높았고, 화면이 베이스라인(Vaseline)으로 오염된 것처럼 보인다. 그런 수준을 원하는 사용자는 없을 것이다. 다행히도 이후 공개된 DLSS 2.0은 마치 흑마법을 부린 것처럼 훨씬 개선된 상태다.

한편, 피델리티FX 슈퍼 레졸루션의 느낌을 측정하기 위해 정지 이미지만 갖고 판단하지 말자. 게임이 진행 중일 때 확대된 정지 이미지에서 눈에 띄는 약간의 흐릿함이 항상 눈에 띄는 것은 아니다. 또한 AMD는 해상도 다운스케일링과 VRS(Variable Rate Shading)를 함께 사용하여 지원되는 게임에서 빠르게 움직일 때 이미지 성능 요건을 낮춰 프레임률을 높이는 라데온 부스트(Radeon Boost)라는 핵심 기능을 제공한다. 실제로 눈으로 보았을 때는 네이티브 렌더링과 구분이 되지 않지만 스크린샷에서는 확인할 수 있다. 결론을 내리기 전에 피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 눈으로 확인하자(또는 게임을 플레이해보면 더욱 좋다).
 
ⓒ AMD

엔비디아 DLSS와 에픽의 곧 출시될 언리얼 엔진 5(Unreal Engine 5) 기반 템포럴 슈퍼 레졸루션(Temporal Super Resolution) 기능은 게임의 모션 벡터(Motion Vector)를 사용하여 시각 요소 업스케일을 돕는 시간적 업스케일링에 기초한다. 그러나 피델리티FX 슈퍼 레졸루션은 공간적 업스케일링을 적용한다. 에이조는 AMD가 시간적 업스케일링을 폄하하는 것은 아니지만(그리고 빠른 개선이 이루어진 후 어떤 식으로든 FSR에 적용될 가능성도 있지만) 전통적인 GPU 쉐이더에서 공간적 업스케일링을 사용하면 게임 개발자가 슈퍼 레졸루션을 매우 쉽게 통합할 수 있다는 장점이 있음을 더욱 강조했다. 이것이 ‘업계의 업스케일러’를 제공하려는 AMD의 주안점이다. (AMD는 7월 중순까지 FSR 소스 코드를 AMD의 GPU 오픈 이니셔티브에 게시할 것이다.)

AMD의 게임 엔지니어링 책임자 니콜라스 티비에로츠는 피델리티FX 슈퍼 레졸루션이 이미지 업스케일링을 위해 2개의 경로를 사용한다고 말했다. 첫 번째 경로는 이미지를 낮은 내부 렌더 해상도에서 업스케일하고, 두 번째 경로는 소스 이미지에서 다시 고품질 엣지를 생성하며 이미지 선명화를 수행해 남은 부분을 정리하고, 이미지 업스케일링에 내재된 부드러운 시각 요소를 줄인다.
 
ⓒ AMD

최선의 결과를 위해서는 입력 이미지의 앨리어싱 현상을 제거해야 한다. 그래서 개발자는 톤 맵핑(Tone Mapping)뿐 아니라 이 단계 이후에 FSR을 통합해야 한다. 즉, 색수차나 필름 입자 등 이미지에 ‘노이즈’를 추가하는 시각 효과는 FSR의 업스케일링 및 선명화 경로 이후에 적용되어 이런 선택지가 슈퍼 레졸루션의 마법 같은 품질에 영향을 미치지 않도록 한다. 건전성 표시줄과 아모 카운터(Ammo Counter) 등의 디스플레이 요소는 마지막에 추가되어 풀 해상도로 표시된다.

피델리티FX 슈퍼 레졸루션 같은 기술이 필요한 이유 중 하나는 실시간 레이트레이싱 효과를 활성화할 때 성능이 저해되는 현상을 줄이는 것이다. AMD는 라데온 RX 6000 시리즈 그래픽 카드에서부터 실시간 레이트레이싱 지원을 추가했다. 엔비디아 RTX GPU는 업스케일링과 레이 트레이싱 노이즈 제거를 전용 텐서 코어에 맡긴다. AMD의 기술은 모든 작업(뿐 아니라 실제 게임 렌더링)을 표준 GPU 쉐이더에서 수행하기 때문에 티비에로츠에게 레이 트레이싱이 활성화되면 FSR의 효과가 감소하는지 질문했다. 답은 ‘아니다’이다. 티비에로츠는 AMD의 RDNA 2 기반 GPU의 급진적인 인피니티 캐시(Infinity Cache)가 슈퍼 레졸루션 성능을 높여줄 것으로 기대하지 않지만, FSR의 두 번째 선명화 경로가 더욱 메모리 집약적이기 때문에 특정 시나리오에서 약간의 이점이 있을 수 있다고 말했다. 하지만 AMD는 아직 이 지점을 정확히 측정해 공개하지는 않았다.
 

피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 지원하는 게임은 무엇?

ⓒ AMD


6월 22일 발표 당일, 7개의 게임이 업데이트되어 피델리티FX 슈퍼 레졸루션을 지원하기 시작했다. 이 7종은 각각 갓폴, 리프트 브레커(Rift Breaker), 아노 1800(Anno 1800), 이블 지니어스 2(Evil Genius 2), 터미네이터 레지스탕스 (Terminator Resistance), 킹션트(Kingshunt), 22세기 레이싱 시리즈(22nd Century Racing Series)다. 게임에서 FSR을 활성화하기 위해 별도로 드라이버 업데이트를 할 필요는 없지만, 하드웨어 제공업체가 추가적인 최적화가 적용된 드라이버 업데이트를 자유롭게 공개할 수도 있다.



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