RTX 3060 Ti와 RTX 2080 SUPER, 전압 및 전류 비교

RTX 3060 Ti와 RTX 2080 SUPER, 전압(V), 전류(A), 전력(W) 비교

QM달려
48 5674 2020.12.29 19:08


안녕하세요. QM달려입니다.


다사다난했던 2020년도 어느덧 막바지를 향해가고 있습니다. 코로나바이러스로 인해 다양한 행사들이 취소되었고, 신제품 행사들은 유례없는 온라인 방식으로 대체되었습니다. 또한, 학생들은 학교에 등교할 수 없었고, 재택근무를 시행하는 업체들이 늘어났습니다. 사회적 거리두기 캠페인으로 야외 활동이 제한되며, 집에서 시간을 보내는 경우가 급격하게 늘어났죠. OTT 시장은 가파른 성장세를 보여줬으며, 게임을 질병으로 바라보던 WHO마저도 기존 입장을 바꿔 집에서 게임을 즐겨라!라고 캠페인을 펼치고 있습니다.


PC 게임과 가장 밀접한 부품은 바로 그래픽카드라고 할 수 있는데요. 양대 산맥이라 불리는 NVIDIA와 AMD는 2020년 하반기 신제품을 쏟아내기 시작했습니다. 엔비디아가 RTX 3080, 3090, 3070으로 스타트를 끊었으며, 이에 질세라 AMD는 RX 6800 XT, RX 6800을 선보이며 맞불을 놓았습니다. 12월 초에는 메인스트림 그래픽카드인 RTX 3060 Ti를 선보이며 시장 확대에 나서고 있습니다.




RTX 3080, 3090 그래픽카드 성능은 말할 필요가 없이 좋다는 점은 다 알고 있습니다. 문제는 역시 가격이죠. 하이엔드 마니아들의 경우 백만 원을 선뜻 지불하지만, 대중적인 게이머들에게는 너무나 부담스러운 가격인데요. 게이머들은 현실적인 대안이라 할 수 있는 RTX 3060 Ti로 눈을 돌리고 있습니다.


RTX 2080 SUPER에 버금가는 성능 그리고 $699에서 $399로 가격이 낮아지며 메리트가 상당히 높아졌는데요. 스팀 통계 기준으로 FHD, QHD 해상도로 게임을 즐기는 게이머들이 많다는 점을 봤을 때 RTX 3060 Ti는 알맞은 설루션이라 할 수 있습니다. 퀘이사존 벤치마크에서도 RTX 2080 SUPER와 비교 시 약 6~7% 높은 성능까지 보여줬죠.


RTX 3060 Ti FE는 권장 파워 용량이 600W이지만, 비레퍼런스 제품의 경우 550W 이상 또는 650W 이상으로 제품별로 권장 파워 용량이 다른 것을 알 수 있습니다. 또한, RTX 2080 SUPER의 경우 650W를 권장하고 있죠. 성능 오차 범위 내이지만, 제품에 따라 권장 파워 용량 차이가 50W~100W 이상 차이가 있는데요. 이번 콘텐츠에서는 엔비디아 지포스 그래픽카드 3종과 권장 파워 650W를 기준으로 제품별 차이를 확인해보려 합니다.





테스트에 사용한 파워서플라이는 RTX 3060 Ti 비레퍼런스 제품에서 권장하는 650W로 선택했습니다. 제품명은 GreatWall B650H로 80PLUS Bronze 인증을 받아 최대 85% 효율 성능을 보장하며, 12V 라인은 싱글 레일 방식에 최대 648W까지 출력이 가능합니다.



그래픽카드 12V 라인 전류 측정 장비


▲ Tektronix TCP-303 & TCPA-300, Tektronix TDS2024C Oscilloscope


기존 퀘이사 칼럼을 통해 소개된 그래픽카드 전력 관련 내용은 NVIDIA에서 제공한 PCAT 장비와 GPU-Z 소프트웨어가 제공하는 Board Power Draw 값을 함께 표기했습니다. 그중 PCAT 장비는 0.1초 단위로 데이터가 저장되며, V(볼트), A(암페어), W(와트) 값을 손쉽게 확인할 수 있다는 장점이 있었는데요. 그래픽카드 제조사에서 명시한 TGP, TDP 값을 확인하기에는 알맞은 장비였습니다. 하지만, 0.1초보다 더 짧은 시간에서 데이터를 측정하기는 퀘이사존이 보유한 장비로는 어려움이 있었습니다.


권장 파워 용량이 늘어나고 있는 그래픽카드에 대해 면밀히 살펴보기 위해 테스트 장비를 추가했습니다. 추가된 장비는 전류 파형 확인을 위한 Tektronix TDS2024C Oscilloscope와 AC/DC 전류 프로브 측정을 위한 Tektronix TCP-303 & TCPA-300입니다. (테스트 장비는 국내외 파워서플라이 관계자들의 조언을 구한 후 선정했음을 알려드립니다.)




그래픽카드 소비 전력 측정에 쓰인 장비 NVIDIA PCAT (장비 소개 기사 링크)



벤치마크 시스템 사양




테스트 시스템은 윈도우 v2004 기반에 최신 드라이버로 세팅하였습니다. 부하 테스트를 위한 배틀필드 V 게임 이외에 다른 소프트웨어는 설치하지 않았습니다. 또한, NVIDIA 공식 홈페이지에서 안내하고 있는 내용을 최대한 준수하였습니다.


[안내사항]

엔비디아에 따르면 "요구사항은 Intel 코어 i9-10900K 프로세서로 구성된 PC를 기반으로 합니다. 낮은 전력 정격은 시스템 구성에 따라 작동할 수 있습니다. 시스템 구성에 따라 전력 소요량이 낮아질 수도 있습니다."라고 안내하고 있습니다. 이에 따라 CPU는 i9-10850K OC 5.0 GHz로 설정 후 테스트를 진행했습니다.




▲ 벤치마크 테스트에 적용된 게임 옵션

배틀필드 V 게임으로 30분간 측정했으며, 옵션은 첨부된 이미지와 같습니다. (시스템 사양, OS 세팅, 드라이버 등 다양한 변수가 있을 수 있기에 참고를 해주시기 바랍니다.)




그래픽카드 소비 전력 및 전압 측정




첫 번째 테스트는 시스템 전체 소비전력(HPM-100A) 비교입니다. RTX 3060 Ti FE는 TGP가 200W이며, 인텔 i9-10900K 프로세서 시스템 기준, 권장 파워 용량을 600W로 안내하고 있습니다. FE 제품은 600W이지만, 비레퍼런스 제품의 경우 550W와 650W로 용량에 차이가 있습니다. 비교군으로 선택한 RTX 2080 SUPER FE 제품은 650W로 RTX 3060 Ti보다는 약 50W가 높습니다.


첨부한 그래프와 차트를 보면 RTX 3060 Ti FE 제품 전력 소모량이 평균 363.9W, 최대 381.8W로 가장 낮은 것을 알 수 있습니다. 해당 수치는 RTX 2080 SUPER FE와 RTX 3060 Ti 비레퍼런스 제품과 비교 시 평균 전력 소비에서 약 30W 이상, 최대 전력 소비에서 50W 이상 차이가 있습니다.


RTX 3060 Ti FE는 8 PIN to 12 PIN 젠더로 연결되고, 비레퍼런스는 8 PIN 케이블 2개가 필요합니다. 케이블 연결 방식에 차이가 있다고 하나, 동일한 RTX 3060 Ti(GA104-200-A1) 칩세트에서도 차이가 있다는 점을 확인할 수 있었습니다. 








그래픽카드 소비전력(NVIDIA PCAT) 차이를 확인해 봤습니다. 앞선 시스템 전체 소비 전력과 마찬가지로 오차 범위 내 전력 소비를 보여줬습니다. RTX 3060 Ti FE는 평균 202.6W, RTX 3060 Ti 비레퍼런스는 평균 235.6W, RTX 2080 SUPER FE는 240.1W로 차이가 있음을 확인할 수 있었습니다. 






마지막은 NVIDIA PCAT로 측정한 12V 출력입니다. PCAT를 0.1초 단위로 저장된 데이터 값을 차트에 반영했습니다. RTX 2080 SUPER FE는 파란색, RTX 3060 Ti FE는 녹색, RTX 3060 Ti 비레퍼런스는 빨간색으로 표기했습니다.


RTX 2080 SUPER FE는 최대-최소 차이가 0.232V, RTX 3060 Ti FE는 0.2V, RTX 3060 Ti 비레퍼런스는 0.248V로 12V 출력에서 차이를 보여줬습니다. 그래픽카드에 따라 12V 라인 출력에서 차이가 있음을 알 수 있었으며, 앞선 결과와 마찬가지로 RTX 3060 Ti FE가 가장 우수한 결과를 보여줬습니다.




오실로스코프 & 전류 프로브 측정

▲ NVIDIA GEFORCE 그래픽카드 3종, 12V 라인 전류 변화

(왼쪽 WATTMAN : 시스템 전체 소비 전력 / 오른쪽 Oscilloscope : 그래픽카드 12V 라인 전류 변화)









오실로스코프와 전류 프로브를 통해 측정한 그래픽카드 12V 라인 전류값입니다. RMS는 Root Mean Squre의 약자로 실효값을 뜻하는데요. 측정된 결괏값과 차트에 표기된 RMS는 오디오 용어로 많이 사용되고 있습니다. 오디어 앰프에서 정격 출력을 표기할 때, RMS 값과 함께 PEAK 값을 함께 명시하고 있습니다. 





RMS : 캡쳐된 전류 파형의 실효값

MAX(최대) : 캡쳐된 전류 파형의 최댓값





PEAK(피크) : 누적된 전류 값 중 최댓값



NVIDIA 지포스 그래픽카드 3종의 RMS, MAX, PEAK 값을 확인해 봤습니다. RTX 2080 SUPER FE, RTX 3060 Ti FE, RTX 3060 비레퍼런스(Colorful iGAME)의 결과값입니다. RTX 2080 SUPER의 TDP 값은 250W이며, RTX 3060 Ti FE의 TGP 값은 200W로 약 50W 차이가 있습니다. 첨부된 차트에서 알 수 있듯이 RMS 값이 16.3A와 13.8A로 약 2.5A 차이를 보여줬으며, 이를 산술적으로 계산하면 약 30W(2.5A × 12A) 차이를 보여줬습니다. 파운더스 에디션의 경우 NVIDIA에서 명시한 값과 유사함을 알 수 있었는데요.


이번에는 RTX 3060 Ti FE와 비레퍼런스 제품 간의 비교입니다. FE의 RMS 값은 13.8A였고, 비레퍼런스의 RMS 값은 17.3A로 약 3.5A 차이를 보여줬습니다. MAX 값 차이는 5.6A, PEAK 값 차이는 5.6A로 FE보다 비레퍼런스 제품에 공급되는 12V 전류량이 많다는 것을 알 수 있었습니다.


결과적으로 RTX 3060 Ti FE에 공급되는 전류량이 적었으며, RTX 3060 Ti 비레퍼런스와 RTX 2080 SUPER FE 제품은 유사한 RMS, MAX, PEAK 값을 보여준다는 점을 알 수 있습니다. 동일한 RTX 3060 Ti 칩셋을 사용한 그래픽카드이지만, FE와 비레퍼런스 간 전류량 차이가 있음을 확인할 수 있었습니다.





마무리



■ RTX 3060 Ti FE와 비레퍼런스 간 차이는 분명했다.

엔비디아 지포스 RTX 3060 Ti FE는 전 세대 제품인 RTX 2080 SUPER FE와 비교하면 확실히 우수합니다. 20종 게임 성능(칼럼 바로 가기)에서 FHD 해상도에서 6.3%, QHD 해상도에서 6.5% 높은 결과를 보여줬습니다. 이뿐만 아니라 전력 소비, 12V 출력, 전류 측정 등 세부 측정 결과에서도 앞선 결괏값을 보여줬습니다.


PCAT로 측정한 소비 전력에서 약 33W 가량 낮은 전력 소비를 보여줬으며, 전류 프로브를 통해 10ms로 측정한 RMS(실효값)값도 13.8A과 16.3A로 약 3.5A 차이가 있었습니다. 해당 전류를 그래픽카드 12V 라인에 대해서만 측정한 값으로, 12V × 3.5A = 42W 차이가 있음을 알 수 있죠. 여기에 MAX와 PEAK 값도 RTX 3060 Ti FE가 비레퍼런스 제품보다 약 5.6A 낮았습니다.


■ RTX 3060 Ti 비레퍼런스는 RTX 2080 SUPER FE와 비슷하다.

RTX 3060 Ti 비레퍼런스로 확인된 결과는 운명의 장난인 듯, RTX 2080 SUPER FE와 비슷한 결과를 보여줬습니다. 그래픽카드 전력 소비에서 약 5W 차이, 12V 라인 출력에서도 0.248V와 0.232V로 오차 범위 내 차이를 확인했습니다. 전류 프로브를 통해 측정한 결과에서도 RMS는 1A 차이를 보여줬으며, MAX는 28.8A로 동일했습니다. PEAK는 31.6A와 32.4A로 약 0.8A 차이였습니다. 


비교 군에 사용한 RTX 3060 Ti 비레퍼런스 제품이 8+8 PIN 방식이고, RTX 2080 SUPER FE는 8+6 PIN 방식입니다. 비레퍼런스 제품 중 8 PIN 케이블을 한 개만 사용하는 제품도 있기에 모든 비레퍼 제품이 동일하다고는 할 수 없습니다. 하지만, 8+8 PIN 커넥터 방식을 채용한 제품들도 많다는 점을 고려했을 때, RTX 2080 SUPER FE에 가까운 결괏값을 보여줬습니다.


■ RTX 3080 시리즈에서 발생했던 셧다운, 전류 문제 가능성은 낮아보인다.

RTX 3060 Ti FE와 RTX 2080 SUPPER FE는 TGP/TDP 값이 약 50W 차이가 납니다. 실제 측정 결과에서도 RMS 값이 2.5A로 약 30W 차이를 보여줬죠. 여기서 주목해야 하는 부분은 전류 프로브를 통해 0.01초(10ms)로 측정한 MAX, PEAK 값입니다. FE 기준으로 MAX 기준 5.6A, PEAK 기준 6.4A 차이를 보여줬습니다. MAX와 PEAK 값은 순간적인 수치이기에 이를 그대로 전력으로 치환하는 것은 부정확하지만, 이해하기 쉽도록 MAX 값으로 비교해보면 FE 제품 간 차이는 67.2W라는 것을 알 수 있습니다.


다행히도 RTX 3080 시리즈에서 나타났던 이슈와 달리, RTX 3060 Ti 비레퍼런스 제품은 RTX 2080 SUPER FE 제품과 유사한 전력 소비, 12V 출력, 전류량을 보여줬습니다. 또한, 권장 파워 용량이 650W로 동일하기에 일정 수준 이상의 파워서플라이를 선택하면 충분하다고 할 수 있겠습니다.


이상, QM달려였습니다.




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