▲ NVIDIA/AMD 52종 그래픽카드 주요 스펙 및 클록 세팅
모든 그래픽카드는 레퍼런스/FE 클록 주파수 기준으로 세팅하였습니다. 또한, 그래픽카드 드라이버 제어판 설정과 파워 타깃(Power Target/Power Limit) 역시 기본값으로 유지합니다. 게임 실행 시에는 GPU 온도를 어느 정도 달궈준 다음, 테스트 시작 시점의 GPU 온도(Idle GPU Temperature)를 동일하게 설정하였습니다. 이러한 작업은 실제 풀로드 상황이 지속되는 실제 게임 환경을 대변하고, 테스트 오차를 줄이기 위함으로 이해해 주시기 바랍니다. 테스트 시작 시점의 GPU 온도가 다르면, 부스트 클록 역시 달라질 수 있기 때문입니다.
▲ 벤치마크 테스트에 적용한 2종 옵션(좌: 최고 높음 프리셋|EXTREME Preset, 우: 퀘이사존 추천 최적화 옵션)
포르자 호라이즌 5 그래픽 설정 화면입니다. 간편 설정 형태로 한 번에 옵션 설정이 가능하고 동적 해상도 설정도 지원하기 때문에 그래픽 품질에 민감하지 않으신 분들에게 유용한 기능이 많습니다. 테스트는 변인 통제를 위해 동적 해상도 관련 기능을 모두 해제하였으며, 최고 높음 프리셋(영문 표기: EXTREME)과 퀘이사존 추천 최적화 옵션 2종으로 진행하였습니다.
퀘이사존 추천 최적화 옵션은 체감 그래픽 대비 GPU 요구 자원이 높은 옵션 위주로 타협한 것으로, 최고 높음 옵션 대비 큰 폭의 성능 향상을 기대할 수 있습니다. 이에 해당하는 항목은 대표적으로 그림자 품질, 환경 지오메트리 품질, 월드의 자동차 세밀도, 셰이더 품질, 파티클 효과 품질 등이 있습니다. 단 오브젝트 LOD(Level of Detail) 적용으로 인한 팝인 현상이 거슬리게 느껴지는 분들은, 환경 지오메트리 품질을 최적화 옵션에 명시된 값보다 한 단계 높여주는 것을 추천합니다.
벤치마크 구간은 포르자 호라이즌 5에서 제공하는 자체 벤치마크 툴 기능을 사용하였습니다. 해당 벤치마크 기능은 다수 차량이 등장하는 야간 레이싱으로, 일반적인 필드에서 가해지는 GPU 부하 대비 조금 더 높은 수준의 부하율 특성을 보입니다. 약 1분 30초가량 테스트를 진행하며, 벤치마크 툴 자체 결괏값이 아닌 외부 FPS 측정 툴, CapFrameX를 사용하였습니다. 이를 통해 평균 FPS 및 Low 1% framerate 데이터를 얻어내었습니다.
※ 벤치마크 데이터 참고 사항 정리 ■ 모든 그래픽카드는 레퍼런스/FE 클록 기준으로 테스트 ■ NVIDIA/AMD 드라이버 제어판은 기본 설정(텍스처 필터링 등의 요소에서 Tweak 적용 X) ■ CPU 스레드 변경 없이 라이젠 7 5800X 스레드 스펙(8C/16T) 그대로 진행 ■ 벤치마크 툴 구동 외에 불필요한 윈도우 프로세스/프로그램은 종료 상태 ■ 각 환경 조성(해상도 및 옵션)에 대한 테스트 순서는 동일하게 진행 ■ 매 테스트 시작 시점의 GPU 온도는 동일한 수준을 유지하도록 환경 조성(부스트 클록 변인 통제 목적)
■ 평균 FPS와 1% Low framerate 값을 도출하여 성능 평가
※ 1% Low framerate?
일반적인 프레임 측정 툴은 1초라는 시간 간격을 두고 프레임 수치를 기록합니다. 이는 우리가 흔히 프레임레이트로 보는 수치인 FPS, 즉 초당 프레임 수(Frames per Second)인 것과 일맥상통합니다. 다만 FPS 수치로만 성능을 나타낼 경우 프레임 수치가 간헐적으로 낮아지는 끊김 현상, 스터터링(Stuttering)을 제대로 감별해내지 못하는 경우가 많습니다. 게임에서 프레임 수치는 60 FPS 이상을 가리키고 있지만, 체감상으로는 훨씬 낮게 느껴지는 현상이 여기에서 기인합니다.
이런 현상이 발생하는 이유는 1초에 60 프레임을 생성하더라도 각 프레임을 그려내는 데 소요되는 시간은 모두 다르기 때문입니다. 가령 특정 게임이 평균 60 FPS 성능으로 측정된 경우를 예로 들어보겠습니다. 평균 60 FPS라는 수치는 1초에 60장의 이미지를 그려냈다는 뜻이며, 1장의 이미지를 생성하는 데 소요된 '평균' 시간(=프레임타임)은 16.67 ms(1초/60)이 될 것입니다. 하지만 이는 '평균' 프레임타임일 뿐 실제로는 각 이미지 렌더링 소요 시간이 조금씩 다를 수 있습니다. 심한 경우 일부 이미지는 체감상 30 FPS에 해당하는 33.33 ms 프레임타임을 가질 수도 있는 것이죠. 이런 현상이 반복되어 평균 FPS 수치와 거리가 있는 끊김 현상을 느낄 때, 통상적으로 스터터링이라는 표현을 사용합니다.
이렇게 순간적인 프레임 드롭을 감지해내기 위해서는 각 프레임을 렌더링하는 데 소요된 시간, 즉 프레임타임을 데이터로 정리할 필요가 있습니다. 이런 데이터를 얻기 위해서는 PresentMon 계열 툴을 이용하는 경우가 많은데요. NVIDIA에서 새롭게 제공하는 FrameView나 AMD에서 제공하는 OCAT 역시 PresentMon 계열 프레임 측정 도구입니다. PresentMon과 같이 프레임타임을 기록할 수 있는 툴을 이용하면 벤치마크를 진행하는 동안 생성되는 모든 프레임을 기록하는 것이 가능하며, 이렇게 측정된 원시값(RAW Data)으로 평균 FPS 이면에 숨겨진 다양한 데이터를 산출해낼 수 있습니다.
0.1%나 1% 같은 수치는 이렇게 측정해낸 모든 프레임타임을 종합하여 백분위로 환산했을 때, 하위 0.1% 및 1% 해당하는 수치를 기록한 것입니다. 다만 최종 데이터는 프레임타임을 다시 FPS로 역산하여 우리에게 익숙한 성능 단위로 변환합니다. 즉 하위 1% 수치가 16.67 ms라면 60 FPS가 되는 것이고, 33.33 ms라면 30 FPS가 됩니다. 그러나 하위 1%가 아닌 하위 0.1% 수준까지 내려가게 되면, 적지 않은 게임에서 동일 환경임에도 테스트 편차가 너무 커지는 경우가 비일비재 합니다. 따라서 본 벤치마크에서는 1% 하위값만 기재하였으니 참고해주시기 바랍니다.
해상도는 게이머들이 가장 많이 사용하는 FHD(1920x1080) 해상도를 기본으로, 고사양 게이머들이 선호하는 QHD(2560x1440), 4K/UHD(3840x2160) 해상도 역시 테스트에 포함하였습니다.
※ 아래 내용부터는 벤치마크 결과로 이어집니다
▲ 포르자 호라이즌 5 '최고 높음 프리셋' - FHD 테스트 결과 ▲ 포르자 호라이즌 5 '최고 높음 프리셋' - QHD 테스트 결과 ▲ 포르자 호라이즌 5 '최고 높음 프리셋' - 4K/UHD 테스트 결과
▲ 포르자 호라이즌 5 '퀘이사존 추천 최적화 옵션' - FHD 테스트 결과
▲ 포르자 호라이즌 5 '퀘이사존 추천 최적화 옵션' - QHD 테스트 결과
▲ 포르자 호라이즌 5 '퀘이사존 추천 최적화 옵션' - 4K/UHD 테스트 결과
▲ 포르자 호라이즌 5 최고 높음 프리셋 - 3종 해상도 테스트 결과 - GPU/아키텍처 세대별 정렬
앞서 살펴본 그래프에서는 성능 순으로 배치했기 때문에 제조사/세대에 따른 성능 변화를 알기 어려운 측면이 있습니다. 따라서 제조사와 세대를 구분한 간이 그래프 자료를 첨부합니다. 해당 데이터를 통해 양 제조사의 아키텍처별 성능 양상을 파악할 수 있습니다. 제조사별 성능을 따지기 이전에 FHD~UHD에 이르는 전반적인 양상을 확인해 보면, FHD 해상도에서는 플랫폼 병목(CPU+메모리)으로 인해 각 그래픽카드별 성능 편차가 상대적으로 작게 나타납니다. 반면 UHD 해상도로 가면 절대적인 FPS 수치가 낮아지기 때문에 플랫폼 병목은 어느 정도 해소 양상을 띠게 됩니다.
지포스 그래픽카드는 암페어Ampere 아키텍처 기반 30 시리즈, 튜링Turing 아키텍처 기반 20 시리즈에서 비교적 준수한 성능을 보이지만, 파스칼Pascal 아키텍처 기반 10 시리즈는 과거 대비 상대적 지위가 많이 하락하였습니다. RTX 2080 성능에 근접하던 GTX 1080 Ti는 RTX 2070 SUPER도 아닌 RTX 2070과 동급 성능에 그치기 때문이죠. 또한 VRAM 병목도 눈여겨볼 부문인데 아무래도 최고 옵션이 적용된 탓인지 8GB 미만 그래픽카드는 제 성능을 내기 어렵습니다. FHD 해상도에서 RTX 2060 6GB 대비 35% 더 높은 성능을 발휘하는 RTX 2060 SUPER 8GB, 그리고 GTX 1060 6GB 대비 58.1% 더 높은 성능인 GTX 1070 8GB 등이 이를 방증합니다.
라데온은 어떨까요? 최신 RDNA 2.0 아키텍처를 차용한 RX 6000 시리즈 성능이 상당합니다. 특히 현재 라데온 그래픽카드의 플래그십Flagship 제품, RX 6900 XT LC(Liquid-Cooled) 버전은 비록 FHD, QHD 한정이긴 하나 RTX 3090을 이기며 최고 성능을 발휘하기도 합니다. 그리고 RX 6900 XT, RX 6800 XT 등도 RTX 3080 Ti, RTX 3080에 크게 뒤지지 않는 준수한 성능을 보여주죠.
하지만 VRAM 병목 양상이 지포스와는 사뭇 다릅니다. 지포스의 경우 6GB VRAM 모델부터 VRAM 병목으로 인한 성능 저하가 크게 나타났지만, 라데온은 그 양상이 8GB 모델부터 관측됩니다. 대표적으로 RX 6600 XT 8GB와 RX 5700 XT 테스트 결과를 꼽을 수 있습니다. 두 그래픽카드 모두 평균 성능은 RTX 2070/RTX 3060 이상으로 평가받고 있지만, 최고 높음 옵션 환경에서는 RTX 3060은 고사하고, RTX 2060 SUPER보다도 낮은 성능을 보입니다. 테스트 오류일 가능성을 염두에 두고 재차 테스트를 실시했으나 결과는 마찬가지였습니다. 그렇다면, VRAM 요구치를 확 낮춘 퀘이사존 최적화 옵션에서는 제 성능이 나와줄까요? 아래 표에서 설명 이어가도록 하겠습니다.
▲ 포르자 호라이즌 5 퀘이사존 추천 최적화 옵션 - 3종 해상도 테스트 결과 - GPU/아키텍처 세대별 정렬
바로 RX 6600 XT와 RX 5700 XT 성능부터 확인하겠습니다. 최고 높음 프리셋에서 제 성능이 나오지 않았던 두 모델은 옵션을 낮추니 비로소 성능이 나와주기 시작합니다. FHD 해상도에서 각각 평균 122.2 FPS, 111.2 FPS로 RTX 3060과 RTX 2070 성능을 소폭 상회하는 수치입니다. 우리가 알고 있던 성능입니다. 정리하면, 포르자 호라이즌 5에서 VRAM 부족에 따른 병목현상, 즉 성능 하락 VRAM 기준이 라데온 대비 지포스가 더 관대하다는 결론입니다. 지포스는 8GB로도 준수한 성능을 내어주지만, 라데온은 그렇지 않았습니다.
또한 GCN 아키텍처가 이제는 완전한 구형이 되었다는 것도 흥미로운 지점입니다. RTX 2080을 저격하며 등장했던 라데온 7(AMD Radeon VII 16GB, GCN 아키텍처)은 포르자 호라이즌 5에서 RTX 2060만도 못한 성능입니다. 강점인 고해상도 영역으로 가봐도 55.4 FPS를 기록하며, RTX 2060 SUPER의 54.9 FPS와 크게 다르지 않은 초라한 성능을 기록했습니다. RDNA 아키텍처와 비교하면 FHD에서는 RX 5600 XT 대비 소폭 높은 성능, UHD에서 RX 5700과 동급 성능입니다. 세월이 많이 흘렀고, 게임 엔진이 요구하는 GPU 아키텍처 특성도 달라진 탓이겠죠.
추가로 GPU 부하가 다소 낮아진 환경에서는 RX 6000 시리즈가 매우 훌륭한 성능을 발휘하고 있습니다. RX 6900 XT LC는 무려 전 해상도에서 최고 성능을 기록했고, RX 6900 XT는 UHD를 제외하고 RTX 3090 이상의 성능을 기록했기 때문인데요. 하지만 이 결과만으로 RX 6900 XT 시리즈가 최고라고 보기엔 부족한 부분이 있습니다. 고해상도 환경의 하위 1% framerate 항목이 꾸준하게 지포스가 좋은 모습을 보이기 때문이죠. 평균 FPS에서는 앞서더라도 안정적인 성능 발휘는 지포스가 뛰어난 모습으로 나타났습니다.
■ 훌륭한 비주얼과 준수한 최적화 -> 포르자 호라이즌 5는 이전 작품 대비 그래픽카드 요구 사양이 확실히 높아졌다. 그러나 환경 묘사에 있어 전폭적인 디테일 개선과 놀라운 광원 효과에 비추어 보면 이러한 경향은 납득 가능한 수준, 또한 4K 해상도에서 최고 옵션을 적용하더라도 현세대 하이엔드 그래픽카드를 소지하고 있다면 4K/60 FPS 이상의 조건으로 게이밍이 가능하다. 만약 옵션 타협 의사가 있다면 4K/120 FPS 게이밍도 가능할 정도.
■ QHD 해상도 144 Hz 게이밍 가능? -> 평균 144 FPS를 염두에 두고 있고, 최고 옵션이 목표라면 RTX 3090/RX 6900 XT를 장착하더라도 목표는 달성하기 어렵다. 해당 조건에서의 테스트 결과는 약 100 FPS 초반에 그치기 때문. 하지만 포르자 호라이즌 5는 다양한 그래픽 설정을 제공하고 있고, 약간의 옵션 타협으로도 훌륭한 비주얼을 맛볼 수 있다는 사실을 잊어서는 안 된다. 눈높이를 조금만 낮춘다면 RTX 3080/RX 6800 XT로도 평균 144 FPS를 달성할 수 있으며, RTX 3060 Ti/RTX 2080/RX 6700 XT 등의 그래픽카드로는 평균 100 FPS 이상의 성능을 내어준다.
■ '최고 높음 프리셋'에서는 VRAM 용량이 핵심 + 라데온 보다 지포스가 관대하다
-> VRAM 용량 부족으로 인한 병목 현상(=성능 저하) 기준은 지포스보다 라데온에서 더 엄격하게 적용된다. 최고 높음 옵션에서 지포스는 8GB VRAM으로도 큰 성능 저하가 발생하지 않았으나, 라데온은 RX 6700 XT 12GB와 RX 6600 XT 8GB/RX 5700 XT 8GB의 성능 차이가 매우 크게 나타나기 때문. 즉 VRAM 병목 현상으로 인해 제 성능이 발휘되지 않은 것. 이는 옵션 조정을 통해 VRAM 요구량을 낮추면 해소 가능하다. 단 최고 높음 프리셋 환경에서 지포스 그래픽카드의 VRAM 병목 현상이 상대적으로 덜한 것이지 충분한 것은 아니기 때문에 10GB 이상의 VRAM을 권장.
■ 하위 1% 프레임율 항목에서 라데온 대비 뛰어난 지포스 성능 -> 4K 해상도를 제외한 대부분의 환경에서 최고의 평균 FPS 성능을 보여준 건 RX 6900 XT LC. 그러나 하위 1% 프레임율까지 고려하면, 4K 환경에서 최고의 성능을 보여주는 건 지포스 RTX 3090/RTX 3080 Ti로 확인. 이러한 특징은 비단 RX 6900 XT뿐만 아니라 RX 6000 시리즈 전체에서 확인할 수 있어, 고부하 환경에서의 종합적인 성능은 지포스가 더 우수하다.
■ 구형 아키텍처 기반 그래픽카드의 안타까운 성능 -> 지포스의 경우 튜링 아키텍처(지포스 20 시리즈) 이상, 라데온은 RDNA 아키텍처(RX 5000 시리즈) 이상에서 이상적인 성능을 발휘해주며, 파스칼 아키텍처(지포스 10 시리즈) + GCN 아키텍처(라데온 7, RX Vega 시리즈, RX 400~500 시리즈 등) 기반 그래픽카드는 과거에 비해 상대적 지위가 많이 하락한 모습을 보인다.
■ 16:9는 물론, 21:9와 32:9 등 울트라와이드 화면비 모두 지원 -> 디스플레이 화면비 대응은 세로 시야는 고정하고 가로 시야를 조절하는 이상적인 구현 방식으로 작동한다. 따라서 울트라와이드 모니터 사용자도 광활한 시야를 즐길 수 있으며, 사용자 커스텀 해상도 역시 문제없이 적용 가능하다.
▲ 16:9 비율(1920x1080/2560x1440/3200x1800/3840x2160) 해상도 적용 시 게임 화면
▲ 21:9 비율(2560x1080/3440x1440/3840x1600) 해상도 적용 시 게임 화면
▲ 32:9 비율(3840x1080/5120x1440) 해상도 적용 시 게임 화면
이상으로 포르자 호라이즌 5 그래픽카드 벤치마크 결과를 모두 살펴보았습니다. 다음 게임 벤치마크에서 또 찾아오도록 하겠습니다. 감사합니다.
우리의 벤치마크는 계속될 것이다 늘 그랬듯이
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