그래픽 카드(Graphic card)는 컴퓨터의 부품 중 하나로, CPU의 명령 하에 이루어지는 작업 현황을 모니터에 출력하고 3차원 그래픽 게임을 구동할 때 3D 연산과 결과물을 화면에 그려주는 장치다.
개요
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. 덕분에 잼도 없다.
역사
초창기의 개인용 컴퓨터(PC)에는 그래픽 카드라고 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)
제조, 유통 방식
기본적으로 기판(PCB)에 GPU와 비디오 램, 바이오스 등을 장착해서 제작한다. 이중에서 레퍼런스와 비레퍼런스가 있는데, 레퍼런스는 각 그래픽 카드 제조사에서 GPU 칩셋 제조사인 nVIDIA / AMD가 설계한 기준대로 제작한 그래픽 카드를 뜻한다. 또한 비레퍼런스는 각 그래픽 카드 제조사에서 그래픽 카드의 기판이나 쿨러를 NVIDIA/ AMD가 설계한 기준을 따르지 않고 제작한 그래픽 카드를 뜻한다. 보통 엔비디아나 AMD(구 ATI) 같은 회사들은 GPU만 만들고, 이를 이용해 그래픽 카드를 제조하는 회사가 따로 있다. 2D 가속, 3D 가속 기능을 장비하면서 CPU에 버금가는 높은 비중을 가진 장비가 되었다. 컴퓨터를 조립해봤다면 알겠지만 CPU와 함께 가장 비싼 장치이다. 가끔 CPU보다 더 비쌀 때도 있다. 엔비디아 GTX Titan이 나온 2013 2/4분기에는 4만원의 G1850 CPU를 사용할 경우 200만원의 GTX 타이탄 Z와 50배 차이난다. 물론 현실적으로 이런 그래픽 카드를 사는 사람들은 CPU도 최고급은 아니어도 어느 정도 좋은 것을 사용하게 된다. 그래도 2배 이상 차이가 난다.
주요 제조업체는 인텔, AMD, NVIDIA이며 이 중 점유율 1위는 인텔이다. 특별히 내장그래픽이 없는 제온 시리즈를 구매하지 않는 이상 인텔 제품에는 100% 확률로 내장그래픽이 있기 때문. 보통 사무용으로 컴퓨터를 사는 경우도 많기 때문에 따로 외장 그래픽이 필요하지 않은 경우가 많다. 그리고 AMD보다 인텔이 점유율이 더 크고, AMD는 내장그래픽이 없는 모델도 많아서 인텔의 그래픽 점유율이 더 높아지게 보인다. 그리고 외장그래픽만으로 점유율을 따질경우 엔비디아가 약 78%정도 AMD가 약 22%정도를 차지하고있다.
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
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. 보통 50만원 이하로 사지만당연한 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.
그러나 그래픽 품질에 욕심이 있어 고해상도의 모니터와 그래픽 옵션을 한껏 올려 정말 폼나는 화면으로 끊김 없이 3D 게임을 즐기고 싶다면 어느 정도의 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.
오버클럭
당연하게도, 그래픽 카드도 오버클럭이 가능하다. 오버클럭을 위한 팁을 준다면
- 과도한 오버클럭은 피하라
- 과도한 오버클럭의 기준은 그래픽 카드마다 다르기 때문에 정확한 가이드를 세우는 것은 불가능하지만, 일반적인 유저 기준에서는 전압을 수정하지 않고 기본 전압에서 작동 가능한 최대 클럭을 한계치로 보는 것이 좋다. 일반적으로 발열이 주 원인으로 작용하여 기판이나 각종 부품이 타는 경우가 발생하는데, 전압을 수정할 경우 전기적 특성상 높아진 전압만큼 전력과 발열 부문은 단순 비례 상승이 아니라 제곱 비례로 상승하기 때문에 하드웨어에 큰 부담으로 작용 할 수 있기 때문이다.
- 오버클럭 안정성 테스트를 위한 프로그램 선별
- 최근에 출시되는 그래픽 카드는 과도한 부하가 가해지지 않도록 최소한의 내부적인 안전 장치가 마련되어가는 추세이지만, 과거에 출시된 [1]그래픽 카드의 경우에는 안전 장치가 미흡하여 오버클럭으로 인한 참사가 더 쉽게 일어날 수 있다. 일반적으로 그래픽 카드의 두뇌라 할 수 있는 GPU 코어는 약 100도 이상의 온도에서도 정상적인 작동을 보장하고 있기 때문에 코어가 타버리는 일은 거의 없지만, 문제는 그래픽 카드가 일을 할 수 있게 밥을 공급해주는 전원부. 즉, 전원부 를 구성하고 있는 각종 부품이 발열을 견디지 못하고 부품이 손상되거나 심하면 타버리는 일이 발생할 가능성이 상대적으로 더 높기 때문에 안정성 테스트시 과도한 부하를 가하지 않도록 프로그램을 선별하는 것이 중요하다.
- 쿨링 상태 점검
- 오버클럭에 있어 쿨링은 매우 중요하다. 또한, 오버클럭을 하지 않더라도 그래픽 카드를 구매함에 있어 각 제조사별 쿨링 능력은 구매 사유에 중요한 요소로써 작용하게 된다. 반도체의 특성상 온도가 높을수록 동작 안정성은 낮아져 에러율이 높아지기 때문에 쿨링 능력은 좋으면 좋을수록 나쁠 것이 없다고 할 수 있다. 기본 클럭의 경우에는 3D 게임시 GPU 온도가 100도 가까이 치솟더라도 이상 현상이 없는 것이 정상 제품이지만, 사용자 오버클럭시에는 제조사에서 보증한 클럭을 초과하기 때문에 오버클럭 능력과 안정성을 확보하기 위해서는 좋은 쿨링 환경을 갖추는 것이 매우 유리하다. 이러한 까닭으로 동일한 그래픽 카드라도 쿨러가 다르면 오버클럭 한계치는 달라질 수 있다.
전문가용 그래픽 카드
흔히 접하게되는 게이밍용 그래픽카드 (GeForce, Radeon)과는 다른용도의 그래픽 카드로 컨텐츠 제작자들의 위해 만들어진 그래픽 카드를 말한다. 다x와에서 조립컴퓨터 만들다가 누구나 한번쯤 클릭했을 2~300만원 대의 그 그래픽 카드 말이다.
NVIDA사의 Quadro 시리즈와 AMD사의 Redeon Pro 시리즈가 이 항목에 해당된다.
가장 큰 특징으로는 마이크로 소프트사의 DirectX 가속의 목적을 둔 게이밍용 그래픽카드와는 다르게 CAD, Maya등의 OpenGL 가속을 주 목적으로 하여 생산성을 높히기 위해 제작된다. 하지만, 실제 저가 전문가용 제품군은 일반 제품군과 같은 칩셋에 드라이버만 다르고, 일반 제품군은 해당드라이버를 못쓰게 락만 걸어논다. (...)
고가의 전문가형 그래픽 카드들은 3D 작업시 하드웨어 랜더링을 통한 실시간 랜더링으로 작업 능률에 큰 향상을 볼 수 있고, 일부분은 GPGPU를 지원하기도 한다.
각주
- ↑ NVIDIA 지포스 500 시리즈를 포함한 이전, AMD 라데온 HD 6000 시리즈를 포함한 이전