[팩트체크] AMD SAM 기술, 인텔에서도 쓸 수 있다?

SAM? 그거 AMD 전용 아니었나? 아니, 그걸 왜 인텔에서 써요?

퀘이사존 QM슈아
84 10530 2020.12.10 17:23





SAM을 인텔에서도 쓸 수 있다?

그거 AMD 전용 기술 아니었어?



안녕하세요. QM슈아입니다.


어느덧 2020년이 막바지를 향해 달리고 있습니다. 추운 겨울이지만 PC 시장은 그 어느 때보다도 뜨거운 듯한데요. 연일 쏟아져 나오는 그래픽카드 신제품이 촉매제 역할을 하여 시장에 활기를 불어넣고 있습니다. 특히 오랜만에 출격한 AMD 그래픽카드, 라데온 RX 6000 시리즈가 새로이 등장하면서 시장 판도에 큰 물결을 일으켰습니다. 이번 라데온 RX 6000 시리즈에는 다양한 신기술이 적용되어 있는데, 그중에서도 많은 분이 관심 가지는 기술 중 하나는 바로 AMD SAM(Smart Access Memory)이 아닐까 합니다.


우리 눈에 잘 보이진 않지만, 컴퓨터는 매우 복잡한 절차를 거쳐 작동하는 기계입니다. 특히 컴퓨터 구동에서 핵심적인 역할을 하면서도 시스템 성능에 크게 관여하는 부품은 다름 아닌 메모리인데요. 저장장치와 같은 입출력이 필요한 상황에서는 대부분 CPU와 직접 연결하지 않고 시스템 메모리라는 임시기억장치를 거쳐 가게 됩니다. 메모리 접근 속도가 매우 빠르기에 일반적으로는 큰 문제가 되지 않겠지만, 그래픽카드와 같이 초고속으로 작동해야 하는 장치라면 얘기가 조금 달라질 수 있죠.


지금껏 CPU가 GPU에 한 번에 접근할 수 있는 그래픽카드 메모리(VRAM) 영역은 극히 일부(256MB)에 불과했습니다. 그래서 텍스처 전체를 VRAM에 바로 적재하지 않고 시스템 메모리에 저장한 뒤, 블록 단위로 VRAM에 적재하는 형태를 이용해 데이터를 교환했습니다. 이런 일련의 과정 자체가 효율과는 거리가 멀 수밖에 없죠. AMD SAM 기술의 핵심은 바로 이 지점에 있습니다. CPU가 VRAM 전역에 접근할 수 있게 해서 알맞은 상황에 리소스를 빠르게 적재하고, 이 과정에서 생겼어야 할 병목 현상을 덜어내겠다는 이야기니까요.




ASUS 공식 홈페이지에서는 일부 Z490 마더보드에서 이미 Re-size BAR 옵션을 지원하기 시작했습니다.



그런데 최근 놀라운 소식이 들려왔습니다. AMD 소개 내용에 의하면 SAM 기술은 AMD 플랫폼(라이젠 5000 시리즈 프로세서 + 500 시리즈 마더보드 + 라데온 RX 6000 시리즈) 전체를 갖추고 있어야 활용 가능하다고 알려져 있었습니다. 그런데 인텔에서도 똑같이 작동한다는 루머(?)가 나오기 시작했고, 심지어 ASUS에서는 일부 Z490 마더보드에서 이를 지원하기 위해 빠르게 베타 펌웨어를 내놓기도 했습니다. 이미 일부 매체나 유저 후기로 활용이 가능하다는 이야기가 나오고 있기에 퀘이사존에서도 검증 차원에서 테스트를 진행해보기로 했습니다. 어떻게 인텔 시스템에서도 AMD SAM 기술을 활용하는 게 가능한 걸까요?







해당 슬라이드에서 가장 중요한 부분은 CPU가 GPU 메모리 전체에 접근할 수 있다는 내용입니다.



PCIe - Resizable BAR

PCIe 표준 기능, 바꿔 말하면 대다수 마더보드에서 활용 가능한 기능



위 이미지는 AMD SAM 기술 슬라이드 중 하나입니다. 기술 문구로는 라이젠 5000 시리즈 프로세서와 라데온 RX 6000 시리즈 그래픽카드, 그리고 이 둘을 PCIe 4.0으로 통신할 수 있는 매개체(PCIe 4.0을 공식 지원하는 마더보드는 현재 X570/B550으로 제한적)가 필요해 보이네요. 하지만 정확히는 SAM 기술을 사용하기 위해서 한 가지 더 필요한 준비물이 있습니다. 바로 UEFI 펌웨어 설정입니다.






인텔 마더보드도 Above 4G Decoding 옵션을 활성화하면 Re-Size BAR Support를 설정할 수 있습니다.



AMD SAM 기술은 PCIe 표준 기능 중 하나인 Resizable BAR(Base Address Register)를 이용한다고 알려져 있습니다. 물론 AMD에서는 해외 매체 인터뷰를 통해 Resizable BAR 기술에만 의존하진 않고, Infinity Cache를 비롯해 여러 기술을 결합해 성능 향상을 꾀했다고 밝히기도 했죠. 하지만 Resizable BAR는 AMD 시스템에서만 사용 가능한 고유 기능은 아닙니다. 대체 Resizable BAR가 뭐길래 이런 접근이 가능한지 궁금해하실 분도 계시지 싶어 개념을 간단히 설명하고자 합니다.


우리가 흔히 그래픽카드 슬롯으로 알고 있는 PCI Express는 PCI-SIG가 책정한 데이터 입출력 규약을 적용한 인터페이스입니다. 구형 컴퓨터에서는 PCI 슬롯을 사용했는데 컴퓨터 처리 속도가 급격히 빨라졌기에 이를 위해서 새로이 탄생한 인터페이스로, 다양한 장치와 확장 카드를 활용하기 위해 오늘날까지 쓰이고 있습니다. 다만, PCI Express가 새로이 등장한 배경은 어디까지나 PCI에 기반하고 있고, PCI Express가 최초 등장 시기도 2002년이기 때문에 당연히 32비트 운영체제 사용이 주류였습니다. 그래서 외장형 GPU는 프레임 버퍼(Frame Buffer; 디스플레이에 출력할 화면 정보를 담는 임시 저장 공간)로 활용할 I/O 영역을 256MB로 제한했고, 호환성을 유지하기 위한 목적으로 이런 체계가 지금까지 유지되었습니다.


하지만 이제는 대다수 PC에서 64비트 운영체제를 사용하고 있고, 마이크로소프트 역시 이런 추세에 맞추어 Resizable BAR를 운영체제 레벨에서 지원하기 시작했습니다. 2017년, 마이크로소프트에서는 디스플레이 드라이버 관련 문서에 Resizable BAR support와 관련한 내용을 업데이트했고, Resizable BAR에 대한 개념과 이를 윈도우 드라이버 상에서 지원하기 위한 설명을 곁들였습니다. 운영체제에서 새로운 기술이나 기능을 적용 및 지원하더라도 이를 일반 유저가 사용하기까지는 다소 시간이 걸릴 수 있는데, 이번에 설명해드린 Resizable BAR가 여기에 해당하는 듯하네요. (관련 문서: Resizable BAR support 내용 보러 가기)




PCI-SIG  Specifications Library 항목 중 Resizable BAR 기능에 대한 소개 (전문 보러 가기)


자, 이제 개요(?)를 간단히 설명했으니 컴퓨터 관점에서도 얘기해볼 필요가 있겠네요. Resizable BAR는 PCI-SIG에 의해 Gen 2 ECN(Engineering Change Notice)으로 책정된 기능입니다. 기능 자체는 PCIe 2.0 세대부터, 운영체제에서 지원은 2017년부터 가능한 셈이니 실사용까지 제법 오랜 시간이 걸렸네요. 우리에게 조금 더 익숙한 표현으로 바꿔보자면, Resizable BAR는 단순히 AMD 500 시리즈 마더보드에 국한하지 않고 AM4 소켓을 지원하는 300/400 시리즈 마더보드에서도 이론상 지원이 가능합니다. 조금 더 나아가면 인텔 마더보드에서도 사용할 수 있다는 얘기죠.


AMD에서 야심 차게 발표한 내용임에도 불구하고 왜 인텔 시스템에서도 활용 가능한지 어느 정도 설명이 되었으리라 생각합니다. 그럼 이제 본격적인 문제를 해결해볼 필요가 있겠네요. 그래서, 실제 적용에서도 성능 향상을 보일까요? 저 역시도 매우 궁금한 부분이었는데, 긴말 필요 없이 바로 테스트 결과를 확인해 봅시다.







테스트 시스템



제목에도 기술했듯 팩트체크가 주목적이기에 짧은 기획칼럼이지만, 그래도 테스트 시스템은 확실하게 소개를 해드려야겠죠. 인텔 시스템에서도 가능한지 증명하는 게 이번 칼럼의 목표인 만큼 시스템은 인텔 플랫폼을 채택했습니다. 인텔 코어 i7-10700K를 5.0 GHz로 오버클록 했고, 메모리는 그간 벤치마크에서 자주 적용해왔던 DDR4-3200 CL14 8GB x2를 활용했습니다. 그래픽카드는 AMD 라데온 RX 6800 XT를 사용했고요. 기타 구성은 위에 첨부한 표를 참고해주시기 바랍니다.











SAM 미적용 vs. SAM 적용 비교

10종 게임을 이용한 FHD/QHD 테스트



AMD SAM 적용 여부에 따른 성능 비교는 10종 게임을 이용해 진행해보았습니다. 10종 게임은 퀘이사존에서 라데온 RX 6000 시리즈를 벤치마크할 때 SAM 성능 차가 컸던 게임 6종과 크지 않은 게임 4종을 선정했습니다. 정도의 차이는 있지만 SAM 활성화 상태에서 성능이 높아졌던 게임은 인텔 시스템 조합에서도 여전히 성능이 높아지는 경향을 보였습니다. 예외적으로 포르자 호라이즌 4는 FHD 해상도에서 큰 차이를 보이지 않다가 QHD에서 10%에 가까운 성능 차이를 보여주었네요.


물론 SAM 활성화가 항상 긍정적인 효과만을 가져오는 건 아닙니다. 일부 게임에서는 효과가 없거나 오히려 성능을 소폭이나마 깎아 먹는 사태도 발생하죠. 다만 그 정도가 크지 않다는 점과 최신 게임에서는 비교적 성능 상승이 잘 나타나는 사례들이 많으니, 자신의 마더보드가 Resizable BAR 옵션을 지원하고 최신 AMD 그래픽카드를 사용한다면 기능을 활성화 시도해봐도 괜찮지 않을까 생각합니다.









마치며



AMD에서 야심 차게 출시한 라데온 RX 6000 시리즈 그래픽카드는 PCIe 표준 기능 중 하나인 Resizable BAR를 본격적으로 활용하는 제품입니다. 덕분에 AMD SAM이라는 기술을 활용할 수 있게 되었죠. AMD 발표 자료에 따르면 AMD SAM 기술은 CPU와 그래픽카드 간 통신에서 발생하던 병목 현상을 해소해줄 수 있다고 하며, 실제로 해당 기술을 활성화했을 때 많은 게임에서 성능이 향상됨을 확인할 수 있었습니다.


그간 AMD SAM 기술은 흔히 '라라랜드(AMD 라이젠 프로세서 + AMD 라데온 그래픽카드 조합을 일컫는 표현)'라 부르는 AMD 시스템에서 제한적으로 적용할 수 있다고 알고 있었지만, 이번 기획칼럼을 통해서 인텔에서도 사용이 가능하다는 사실을 확인할 수 있었습니다. PCIe 버전별 성능까지 세세하게 테스트를 진행해본 건 아니지만, 그럼에도 불구하고 PCIe 3.0을 활용하는 i7-10700K + Z490 시스템에서도 정상적으로 활용할 수 있었죠. RX 6000 시리즈가 지닌 잠재력을 최대한 끌어올리기 위해서 시스템 전체를 교체하려고 고민했던 분에게는 희소식이 되지 않을까 생각합니다.


AMD SAM과 관련하여, NVIDIA 역시 해외 매체를 통해 자사 그래픽카드도 이와 유사한 기술을 활용하는 게 가능하다는 사실을 밝히기도 했습니다. 추후 작업이 완료되면 해당 기능을 적용할 수 있도록 소프트웨어 업데이트를 약속했죠. 공개적인 기능을 토대로 하는 만큼 NVIDIA에서도 발 빠르게 움직인다는 인상을 주는데, 소비자 입장에서는 나쁠 게 없는 상황입니다. 물론 AMD SAM이 절대적으로 장점만 가진 기술은 아닙니다. 이를 원활하게 활용하기 위해서는 결국 게임 개발사와도 긴밀한 소통이 필요하고, 최적화 작업 역시 필연적입니다. 그래도 앞으로 등장할 게임에서는 해당 기술을 적용할 가능성이 높으니, 이제는 AMD 시스템에만 국한하지 않고 인텔 시스템에서도 조금 더 그래픽카드 성능을 끌어올리는 게 가능해지겠네요.


AMD SAM을 인텔 시스템에서도 적용할 수 있는지 유저뿐만 아니라 QM들도 궁금해했기에 테스트를 진행해 보았고, 자신이 사용하는 마더보드의 베타 펌웨어가 Resizable BAR 기능을 지원하게끔 업데이트되었다면 해당 기능을 통해 조금 더 쾌적한 게임을 즐길 수 있기를 희망하며 짧은 기획칼럼을 마무리 짓도록 하겠습니다.


지금까지 QM슈아였습니다.










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