소니 플레이스테이션 5, AMD 스마트시프트로 GPU에 '올인'

소니가 3월 18일 스트리밍으로 진행된 프레젠테이션에서 연내 출시 예정인 플레이스테이션 5에 적용된 핵심 기술을 공개했다. 유로게이머의 디지털 파운드리가 조사한 초기 내용에 더해 이번에 공개된 내용은 매우 흥미롭다.

마이크로소프트의 엑스박스 시리즈 X와 마찬가지로 소니의 차세대 콘솔은 라이젠 CPU 코어와 차세대 라데온 RDNA2 그래픽 코어를 가진 맞춤형 AMD 칩에 의해 구동된다. 플레이스테이션 5는 또한 라이젠 4000 노트북에 도입되고 있는 또 다른 최첨단 AMD 기술을 이용하여 가장 필요한 곳에 더 많은 매력을 지능적으로 제공한다. 데스크톱 PC나 마이크로소프트의 콘솔과의 분명한 차이점이다.

그래픽 칩은 열과 전력이라는 제한을 받는다. AMD의 라데온 RX 5700 시리즈와 같은 데스크톱 GPU는 특정 그래픽 카드의 쿨러에 영향을 받는 최대 게임 클럭에 도달했다. 엑스박스 시리즈 X는 고정 주파수에서 실행되는 CPU와 GPU를 가지고 있어 콘솔의 냉각 기능을 중심으로 최대 클럭 속도를 설계했다. 그러나 소니는 적응형 전력 컨트롤과 AMD의 새로운 ‘스마트시프트(SmartShift)’ 기술을 사용하여 CPU와 GPU가 게임에서 필요할 때 서로  전력을 빌려주는 방식으로 플레이스테이션 5가 경쟁제품보다 훨씬 높은 클럭 속도를 낼 수 있게 했다.
 

엑스박스 시리즈 X의 그래픽 코어는 고정 1.825GHz로 작동하는데, 이미 AMD의 현재 데스크톱 최강자인 400달러짜리 RX 5700 XT의 1.755GHz 게임 클럭보다 더 빠른 속도다. 소니 플레이스테이션 5는 놀랍게도 2.23GHz를 달성했다. 플레이스테이션 아키텍트 마크 서니는 GPU가 초고속 주파수로 구동되는 시간이 대부분일 것으로 예상한다고 말한다.

사이버펑크 2077 데모 영상에 나온 키아누 리브스가 감탄사를 내뱉을 시점이다. 

데스크톱 그래픽 카드는 GPU가 뜨거워질수록 클럭 속도를 다이내믹하게 낮춘다. 예컨대, 그래픽카드가 통풍이 안되는 케이스에 들어 있거나 무더운 여름에 사용하는 경우가 여기에 해당된다. 플레이스테이션 5는 향상된 냉각 솔루션을 통해 주변 온도에 상관없이 항상 동일한 성능을 발휘하여 정해진 전력량을 부여하고 클럭 속도에 문제가 없도록 한다.

마크 서니는 프레젠테이션에서 “실리콘 다이의 실제 온도를 살펴보기보다는 GPU와 CPU가 수행하는 활동을 관찰하고 거기에 빈도를 맞춰 설정해 모든 것을 결정적이고 반복할 수 있게 한다. 동시에 AMD 스마트시프트 기술로 사용하지 않는 전력을 CPU에서 GPU로 보내서 몇 픽셀을 더 짜낼 수 있다”라고 말했다.
 

AMD의 스마트시프트 기술은 곧 출시될 라이젠 4000 노트북의 특징으로 소개되었으며, AMD가 CPU와 GPU 실리콘을 모두 완벽하게 제어한다는 점을 의미한다. 인피니티 패브릭 기술로 라이젠 CPU와 라데온 GPU가 서로 정보를 교환하는 기술이다. CPU가 놀 때는 GPU에 더 많은 전력을 할당하고 그 반대도 가능하다. PC에 미치는 영향을 말하자면, AMD는 디비전 2 같은 게임에서 10%의 성능 향상을 가져오고, 시네벤치 R20 결과에 따르면 12%의 성능 향상을 기대할 만하다.

서니는 GPU가 2.23GHz의 클럭 속도에서 돌아갈 것으로 예상하지만(한 마디로 말도 안 되게 빠른 속도다), CPU에 더 많은 전력을 공급하기 위해 GPU를 줄여야 한다고 해도(또는 그 반대의 경우에도) 성능의 하락은 무시할 수 있는 수준이라고 덧붙였다.

그는 “최악의 경우에 해당하는 게임은 더 낮은 클럭 속도로 실행될 것이다. 하지만 속도를 너무 낮춰서는 안된다. 전력을 10% 줄일 경우에도 속도를 단 몇 퍼센트만 줄이면 되기 때문에 클럭 속도 저하는 상당히 적을 것으로 예상한다”고 말했다.
 

플레이스테이션 5과 엑스박스 시리즈 X의 대결

온라인 포럼에서 열띤 논쟁을 벌이려는 콘솔 광신도들은 원래 사양을 알고 싶어할 것이다. 그렇다. 객관적인 비교를 해보면 엑스박스 시리즈 X가 원시 성능에서 큰 이점을 갖겠지만, 플레이스테이션 5의 전력 관리 방식이 개발에 어떻게 영향을 미칠지 확인해야 할 것이다.
 

엑스박스 시리즈 X는 1.825GHz, 52개라는 엄청난 컴퓨팅 유닛을 갖춘 AMD RDNA2 기반 라데온 GPU로 구성되어 있다. 데스크톱용 라데온 RX 5700 XT보다 크고 빠르며, 총 12테라플롭스에 달하는 컴퓨팅 성능이다. 디지털 파운드리는 엑스박스 시리즈 X의 GPU가 700달러짜리 엔비디아 지포스RTX 2080과 거의 비등할 것이라고 추정했다.

이와는 대조적으로 플레이스테이션 5는 36개의 컴퓨팅 유닛을 중심으로 회전한다. 이는 라데온 RX 5700 XT의 수에는 약간 못 미치지만, 클럭 속도가 2.23GHz에 달하면서, RX 5700 XT의 9.75 테라플롭스를 약간 앞서는 총 10.28테라플롭스를 기록한다.

플레이스테이션 5가 이전 제품보다 훨씬 더 나을 것이라는 것은 의심의 여지가 없으며, 최악의 경우 오늘날의 중급 게임용 PC와 경쟁하게 될 것이다. 그러나 엑스박스 시리즈 X가 대부분의 게임용 PC를 무안하게 만드는 엄청난 물건이 될 것이라는 것에는 의심의 여지가 없다. 이번 연휴 시즌에 출시되는 두 콘솔의 성능 차이가 얼마나 클 것인가는 두고 볼 일이다.

AMD의 RDNA2 아키텍처를 통해 플레이스테이션 5에는 전용 실시간 레이트레이싱 하드웨어도 추가될 예정이다. 플레이스테이션 5가 현재 엔비디아 GPU에 이미 존재하는 가변 비율 쉐이딩 또는 메쉬 쉐이더(엑스박스 시리즈 X 및 RDNA2 기반 그래픽 카드에 추가될 것이 확인된)를 지원할 것인지에 대한 공식 언급은 없다. 하지만, 서니는 메쉬 셰이더와 매우 유사한 ‘초기 쉐이더(primitive shaders)’에 대해 언급했다. RDNA2를 기반으로 한 라데온 그래픽 카드는 2020년 후반 출시를 예정하고 있다. 
 
그래픽 수치는 제쳐 두고라도, 그밖에 플레이스테이션 5에서 개선된 다른 사양은 PC 게임에 좋은 신호를 제공한다. 엑스박스 시리즈 X와 마찬가지로 소니의 콘솔에는 8코어, 16 쓰레드의 라이젠 프로세서, 그리고 아주 빠른 NVMe SSD가 장착될 것이다. 기본 성능이 한층 향상되면서 오늘날의 게임이 큰 변화를 겪게 될 텐데, 지금까지 출시된 게임들은 이제 AMD의 구형 재규어 코어 기반의 고대의 콘솔과 회전식 구형 하드 드라이브를 겨냥해야 한다. 기준이 새로 정해지는 신나는 시간이 다가온다.

새로 발표된 세부사항과 플레이스테이션 5에 포함된 3D 오디오 기능을 자세히 보려면 서니의 프레젠테이션을 반드시 시청하고, 디지털 파운드리의 뛰어난 프리뷰 기사를 읽어 보자. 내용은 아주 빽빽하지만 말이다. editor@itworld.co.kr