그래픽카드야 넌 밥을 얼마나 먹니?

새로운 장비, NVIDIA PCAT 그래픽카드 소비전력 측정기 소개

QM센스
67 7855 2020.09.09 14:01


 

그래픽카드 소비전력 측정. 간단해 보이면서 간단하지 않은 일입니다. 물론 퀘이사존 칼럼에 소비전력 데이터가 포함되긴 하지만, 그것은 시스템 전체 소비전력이므로 그래픽카드 소비전력과는 다릅니다. 이런 문제를 해결해보고자 소비전력 측정 장비를 찾아본 적이 있는데요, 보조전원으로 입력되는 전력 정도만 측정할 수 있는 도구가 전부였습니다. 그래픽카드는 PCI Express 슬롯을 통해서도 전력이 공급되므로 보조전원으로 입력되는 전력만 측정해서는 완벽한 그래픽카드 소비전력이라고 할 수 없습니다.


이런 상황에서 지난 8월 7일 NVIDIA로부터 택배 한 개가 도착했습니다. 그래픽카드 제조사 NVIDIA에서 택배!? 새로운 그래픽카드인가!? 라고 기대하셨다면 안타깝게도 그래픽카드는 아닙니다. 하지만 저 같은 테스터가 보면 두 눈이 0.1mm 정도 튀어나오고 1mm 정도 커질 정도로 놀라운 물건입니다. 이름하야 NVIDIA PCAT! Power Capture Analysis Tool의 약자로 우리말로 풀어보면 '전력 캡쳐 분석 도구'(고마워요 구글 번역기) 정도가 되는데요, 이름만 보면 소비전력을 측정하는 장비라고 예상됩니다. 네, 예상대로 소비전력 측정 장비가 맞습니다. 주목해야 할 부분은 그래픽카드 소비전력'만' 측정하는 장비라는 점입니다. 대체 어떤 원리로 그래픽카드 소비전력만 쏙쏙 뽑아낸다는 걸까요?




그전에는 어떻게 테스트했나요?




퀘이사존에서는 그래픽카드 소비전력을 측정할 때 Wattman HPM-100A라는 장비를 사용했습니다. 측면에 나 있는 직렬포트를 사용해서 소비전력 값을 뽑아낼 수 있는 유용한 장비죠. 한 가지 단점은 특정 하드웨어, 여기서는 그래픽카드 단독 소비전력을 측정할 수 없습니다. 시스템 전체 소비전력만 측정할 수 있었고 실제 그래픽카드 칼럼을 보면 그래프 타이틀로 그래픽카드 소비전력이 아닌 시스템 전체 소비전력이라고 적혀있습니다. CPU와 메모리, 각종 칩세트, 저장장치, 쿨링팬 등 잡다한 하드웨어 소비전력이 한꺼번에 나와서 그래픽카드끼리의 소비전력 차이 정도만 간접적으로 알 수 있는 정도입니다. 물론 이 데이터도 유용하긴 하지만, 아쉬운건 사실입니다.




상자와 구성품


 


 

상자는 별 볼 일 없고 구성품을 설명하겠습니다. Micro USB 케이블, PCI Express 라이저 보드, 4핀 데이터 케이블, PCAT 모듈, 6+2핀 그래픽카드 보조전원 케이블 3개입니다. 전혀 어울리지 않는 이 5개 부품을 결합하면 그래픽카드 소비전력 측정 장비로 변신합니다.





PCAT 모듈에는 작은 디스플레이가 달려있어서 그래픽카드 소비전력과 각 보조전원으로 나가는 각종 전력 값을 표시해줍니다.





어떻게 설치해요?

 



 

간단하게 표현하면 이런 구조입니다. PCAT 모듈에 파워서플라이에서 나오는 그래픽카드 보조전원을 연결하고 다시 PCAT에서 그래픽카드로 보조전원이 나옵니다. 하지만 이러면 PCI Express 슬롯에서 공급되는 전력을 잴 수 없으므로 라이저 보드에 4핀 데이터 케이블이 연결되어 PCAT 모듈로 소비전력 정보를 보내줍니다. 라이저 보드와 그래픽카드 보조전원으로 나가는 소비전력 데이터를 USB 케이블로 메인보드에 보내줌으로써 그래픽카드 소비전력을 측정하는 방식입니다. 말로 장황하게 설명해서 복잡해 보이지만 위 사진을 보면 간단하게 이해되겠죠?


USB 케이블은 반드시 테스트 되는 메인보드에 연결할 필요는 없습니다. 다른 시스템에 연결해도 소비전력을 측정할 수 있습니다.




어떻게 쓰나요?




모든 케이블을 정상적으로 연결했다면 PCAT 모듈에 있는 작은 디스플레이에서 그래픽카드 소비전력이 표시됩니다. 물론 이걸 보면서 아날로그 방식으로 값을 쓸 필요는 없습니다. 전용 소프트웨어가 있으니까요.


 


 

이것이 PCAT 전용 소프트웨어입니다. 그래픽카드 소비전력에 대한 많은 정보를 알 수 있습니다. 그래프도 표시되죠. 왼쪽 위에는 그래픽카드 전체 소비전력이 실시간으로 표시되며 그 아래에 최소(min), 최대(max), 평균(avg)값이 자동으로 나옵니다. 가장 중요한 기능은 오른쪽 위에 보이는 Log Data 버튼입니다. Log Data 버튼을 누르면 0.1초 단위로 데이터가 엑셀 파일 형태로 저장되는데요, 이렇게 나온 데이터를 사용하게 됩니다.






써보자!



장황하게 PCAT와 기존 테스트방식에 대해 설명해드렸는데요, 이번에는 직접 사용해보겠습니다. PCAT는 NVIDIA에서 제공해준 장비지만, 제품 구조상 AMD 그래픽카드도 문제없이 측정 가능할 겁니다. 지포스 RTX 2070 SUPER와 라데온 RX 5700 XT로 테스트해 보았습니다.





여기서 잠깐! GPU-Z를 보면 각 그래픽카드의 소비전력 데이터가 표시되는데요, 과연 여기서 표시되는 값이 실제 그래픽카드 소비전력과 얼마나 차이가 있을지 궁금해서 비교해보았습니다. 두 그래픽카드에서 나오는 데이터가 다른데요, 지포스 RTX 그래픽카드는 다양한 값이 표시되지만, 라데온 그래픽카드에는 GPU Chip Power Draw만 표시됩니다. GPU 칩을 제외한 다른 소비전력은 표시되지 않는데요, 메모리 소비전력은 다른 소프트웨어로 알아낼 수 있습니다. 지포스 그래픽카드는 Board Power Draw가 그래픽카드 전체 소비전력이라고 보면 됩니다.





HWinfo는 각종 센서값을 알 수 있는 소프트웨어입니다. 여기서 GPU Memory Power를 알 수 있어 GPU-Z의 GPU Chip Power Draw와 더해주었습니다.




NVIDIA GeForce RTX 2070 SUPER Founders Edition 소비전력

 


 



AMD Radeon RX 5700 XT Reference 소비전력







데이터 분석 및 마무리


시스템 전체 소비전력과 그래픽카드 단독 소비전력의 차이가 상당한 것을 알 수 있습니다. 시스템 전체 소비전력과 150W 정도 차이가 발생하네요. 그래픽카드 단독으로는 유휴 상태에서 소비전력이 엄청나게 낮습니다. NVIDIA와 AMD 각 한 종 그래픽카드로 테스트한 결과이므로 모든 그래픽카드가 같다고 단언할 수는 없지만, 소프트웨어로 표시되는 소비전력이 생각보다 신뢰할 만합니다. 특히 NVIDIA 그래픽카드는 PCAT로 측정한 그래픽카드 소비전력과 거의 비슷한 값이 GPU-Z로 표시됩니다. AMD 그래픽카드는 GPU-Z와 HWinfo에서 나오는 값까지 사용하면 실제 소비전력보다 10% 정도 낮은 값이 표시되네요.


퀘이사존에서는 차후 진행되는 그래픽카드 칼럼부터 PCAT를 사용하여 측정한 그래픽카드 단독 소비전력 그래프를 첨부할 예정입니다. 시스템 전체 소비전력도 데이터로서의 가치는 충분하므로 빠지지는 않습니다. 이제 CPU 소비전력'만' 측정하는 도구만 있다면 완벽해지겠네요. 더 충실해질 그래픽카드 칼럼을 기대해주시기 바랍니다!


 

 

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