그래픽 카드

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개요

그래픽 카드란 CPU의 명령 하에 이루어지는 작업 현황을 모니터에 출력하고 3D 게임 구동시 3D 연산과 결과물을 화면에 그려주는 장치로 컴퓨터가 무슨 짓을 하는지 알 수 있도록 모니터에 그려주는 고마운 기계다. 이게 없으면 야동도 못본다 그래픽 카드가 없으면 모니터는 아무런 입력 신호를 받을 수 없기 때문에 우리에게 익숙한 윈도우 화면이나 3D 게임 역시 화면 출력이 불가능하다. 즉, 컴퓨터의 두뇌라고 할 수 있는 CPU는 명령어에 대한 연산 능력은 뛰어나지만 컴퓨터를 구성하고 있는 각 장치에 지시를 내릴 뿐, 직접적으로 모니터에 화면을 표시할 수 있는 제어 능력이 없기 때문에 그래픽 카드가 꼭 필요하다.

그래픽 카드는 비디오 카드, VGA(Video Graphics Array), 그래픽 어댑터 등 다양한 명칭으로 불리우고 있으며, 이 중 가장 많이 쓰이는 명칭은 그래픽 카드와 VGA가 되겠다. 사실 VGA는 정확한 의미에서 그래픽 카드를 대변한다고는 할 수 없다.

보통 컴퓨터 당 1개가 들어가며, 종종 그래픽 카드를 복수로 장착하는 경우가 있는데 이를 SLI/크로스 파이어 라고 칭한다.

이 문서의 대부분이 쿨엔조이 그래픽 카드 가이드에서 가져온 내용이다. 다른 곳을 따라한 것 같은건 기분탓

역사

초창기의 PC에는 그래픽카드라고 할 만한 것이 특별히 존재하지 않았다. 다만 화면에 출력을 하는 것은 필요하였기 때문에 메인보드에 이 기능을 담당하는 칩셋을 장착하여 그냥 사용하는 정도의 수준이었다. (이는 현재의 내장 그래픽이라는 형태로 그대로 연결된다)

• 허큘리스
• CGA
• EGA
• VGA
• SVGA

구조

GPU는 보통 기판의 중앙부에 위치하는 경우가 많으며, 일반적으로 고급형 제품일수록 다이 면적이 넓어지는 특성을 보인다. VRAM은 그래픽 카드에 탑재된 비디오 메모리를 뜻하며, 단일 부품이 장착되지 않고 여러 모듈이 탑재되어 구성 되는 경우가 일반적이다. 사진 상에 등장한 이엠텍 GTX 750 Ti의 경우 GDDR5 256 MB 메모리 모듈 4개가 탑재되어 총 1,024 MB(1 GB) 용량의 VRAM을 가지게 되는 것.

핑크색 영역은 보조 전원 입력 단자가 위치하는 곳으로 GTX 750 Ti의 경우 보조 전원 단자 없이 PCIe x16 골드 핑거를 통해 입력 받는 전력 만으로도 충분한 구동이 보장되기 때문에 제외되었다. 좌측으로 시선을 옮겨 보면 오렌지색 영역의 전원부를 발견할 수 있다. 전원부는 VRM(Voltage Regulator Module) 약어로 불리기도 하며 그래픽 카드 각부에 전력을 공급해주는 역할을 한다.

초크(Choke), 모스펫(MOSFET), 캐패시터(Capacitor) 등의 부품으로 이루어진 전원부에서 빼놓을 수 없는 것이 바로 페이즈(Phase) 개념인데, 페이즈란 전원부를 구성하고 있는 하위 그룹의 단위를 말한다. 대부분 1개의 초크 + 모스펫 (종류에 따라 수량 달라짐) + 캐패시터(수량 유동적) 조합으로 하나의 페이즈를 완성하며, 상기 스크린샷에 등장한 GTX 750 Ti의 경우 2개 페이즈가 GPU를 담당하고 나머지 1개 페이즈는 메모리를 담당하는 구성이기 때문에 2+1 페이즈 구성으로 표기한다.

전원부는 그래픽 카드가 힘을 발휘할 수 있게 해주는 원동력이자 핵심 부품이기 때문에 그래픽 카드 품질을 따짐에 있어 가장 중요한 요소로서 대접받아 왔다. 또한, 발열량이 높기 때문에 소비 전력이 높은 고급형 그래픽 카드는 전원부에 대한 발열 대책이 반드시 존재해야 한다. 과거에는 전원부 품질과 관련하여 많은 이슈들이 있었지만, 최근의 그래픽 카드나 메인보드는 전원부의 품질이 상향 평준화되어 있어 대부분의 제품들이 안정적인 품질을 보유하고 있다. 또한, 전원부의 페이즈가 많다고 해서 무조건 좋은 것 만은 아니다. 페이즈 수가 많다는 것은 그만큼 전류 저장 & 공급 능력에 유리하고 각 페이즈의 부하가 적기 때문에 발열에도 유리한 측면은 있지만, 필요 이상의 페이즈 구성은 결국 전력과 관련된 효율이 떨어지게 되어 자원 낭비가 될 수 있고 가격 상승을 피할 수 없기 때문이다. (괴물같은 전원부를 자랑하는 그래픽 카드 대부분은 실제로 극오버클러커가 아닌 이상 일반적인 환경에서 쓸데없는 오버스펙인 경우가 대다수이다.)

초록색 영역은 출력 포트부로 디스플레이와 연결되는 다양한 종류의 출력 포트가 탑재되는 영역이다. 고급형 제품은 DVI 포트 2개, HDMI, DP 총 4종을 지원하는 것이 일반적이며, 저가형 제품은 DVI 와 D-Sub(아나로그)조합을 기반으로 구성되는 경우가 많다.

마지막으로 보라색 영역의 PCIe x16 골드 핑거는 그래픽 카드를 메인보드 슬롯에 장착할 때 결합되는 곳이다. 접촉이 견고하게 잘 되어야 본연의 그래픽 카드 성능을 발휘할 수 있으며, 장시간 사용하지 않아 이물질이 생성된 경우 혹은 결합을 견고하게 하지 않았을 경우에는 불량난 접촉 부위만큼 PCI Express 작동 배속이 하락하여 성능도 하락할 수 있어 주의해야 한다. 오래된 그래픽 카드의 경우 아무리 견고하게 장착해도 최대 배속으로 설정되지 않는 경우가 있는데 이 때 골드 핑거 표면에 생성된 산화막이 주 원인인 경우가 대다수를 차지한다. 해결 방법은 여러 가지가 있지만 일명 지우개 신공이라 불리우는 방법이 가장 좋다. 골드 핑거 표면을 지우개로 살살 문지르면 이물질과 산화막이 깔끔하게 제거되기 때문에 접촉 불량을 피할 수 있다.

그래픽 카드 성능 표

이 표는 2013년 9월 기준이다. 여전히 GTX Titan Z는 괴물이다.

2015년 5월 기준 그래픽카드 성능 표 다만 여태까지 출시된 수많은 카드들이 망라되어 있는 관계로 구형 기종들은 성능차가 상대적으로 확연히 큼에도 불구하고 같이 묶어놓은 경우가 많은 것에 유의할 것. 설마 진짜 그러겠어?

좋은 그래픽카드를 사야 하는 이유

그래픽 카드는 10만원 미만의 저가형 그래픽 카드부터 100만원을 초과하는 고급형 그래픽 카드까지 그 가격대가 무척이나 다양하다. 당연한 말이겠지만 비싼 그래픽 카드일수록 주 기능인 3D 게임에서 보다 높은 성능을 내어주며, 부가적으로 멀티미디어 작업에도 더 큰 도움이 될 수 있다. 사실 현재 판매되고 있는 외장형 그래픽 카드의 주 기능은 3D 게임을 위한 것이 가장 큰 요인을 차지하고 있기 때문에 반대로 말하면 3D 게임을 즐겨하지 않는 사용자의 경우 굳이 비싼 그래픽 카드를 살 필요가 없다.

▲ 크라이시스 3 플레이 화면 - 그야말로 미친 그래픽 품질을 보여준다. 고가의 그래픽 카드가 필요한 이유중 하나.

그러나 그래픽 품질에 욕심이 있어 고해상도의 모니터와 그래픽 옵션을 한껏 올려 정말 폼나는 화면으로 끊김 없이 3D 게임을 즐기고 싶다면 어느정도의 투자는 각오해야 할 것이다. 3D 게임 특성상 고해상도 일수록, 그래픽 옵션을 고품질로 적용할수록 그래픽 카드에게 부여하는 작업량은 커지게 되며, 이를 감당하기 위해서는 고가의 그래픽 카드가 필요하기 때문이다. 일반적으로 그래픽 카드 리뷰시에 동일 해상도와 동일 옵션을 적용하여 그래픽 카드별 프레임 테스트를 하는 이유도 절대적인 성능이 3D 그래픽 카드의 주된 가치로 평가받기 때문이다. 여기에서 빼놓을 수 없는 개념이 FPS이다.