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GPU와 셰이더 기술의 기초 지식 (3)
[칼럼 핵심 요약]
그런데, 전회의 마지막으로 소개한 프로그래머블 셰이더·아키텍쳐이지만, 이것을 서포트한 최초의 DirectX가, 2000년 말에 발표된 DirectX 8이다. 대응 GPU로는 NVIDIA GeForce 3, ATI Radeon 8500 등이 투입되고 있다.🌐 원문 링크: GPUとシェーダ技術の基礎知識(3) (Mynavi News)
📅 원문 발행일: 2008-02-08 ｜ ✍️ 저자: 西川善司 (니시카와 젠지 / Zenji Nishikawa)
NOTE
💡 현대 그래픽스 관점에서의 발전사 (Modern Retrospective)
- 고정 기능에서 완전 프로그래머블로: 본문에서 다루는 플랫 셰이딩(Flat Shading)과 초기 고정 파이프라인(Fixed-Function Pipeline) 시대는 이후 DirectX 8/9의 버텍스/픽셀 셰이더 분리 시대를 거쳐, 현재는 컴퓨트 셰이더, 메시 셰이더(Mesh Shader), 레이트레이싱 파이프라인(DXR/Vulkan Ray Tracing)으로 완전히 통합·진화했습니다.
- 하드웨어 인터페이스의 진화: AGP 및 초기 PCI 인터페이스에서 현대의 PCIe 4.0/5.0 및 고대역 메모리(HBM3 / GDDR6X) 구조로 발전하여, 초당 수 테라바이트급의 메모리 대역폭을 소화하고 있습니다.
- 소프트웨어 래스터라이저의 부활: 최신 언리얼 엔진 5의 Nanite는 GPU 하드웨어 래스터라이저의 한계를 극복하기 위해, 매우 미세한 마이크로 폴리곤 클러스터에 대해 컴퓨트 셰이더 기반의 고속 소프트웨어 래스터라이저를 병행 사용하는 등 기술이 나선형으로 진보하고 있습니다.
📖 본문 해설
[원문 리드문] > 그런데, 전회의 마지막으로 소개한 프로그래머블 셰이더·아키텍쳐이지만, 이것을 서포트한 최초의 DirectX가, 2000년말에 발표된 DirectX 8이다. 대응 GPU로는 NVIDIA GeForce 3, ATI Radeon 8500 등이 투입되고 있다.
그런데, 전회의 마지막으로 소개한 프로그래머블 셰이더·아키텍쳐이지만, 이것을 서포트한 최초의 DirectX가, 2000년 말에 발표된 DirectX 8이다.
DirectX 8 대응의 GPU로서는, NVIDIA GeForce 3, ATI Radeon 8500등이 투입되고 있다. 덧붙여 2001년에 발매된 마이크로소프트의 Windows XP에는, 이 DirectX 8이 통합되었다.
프로그래머블 셰이더는 버텍스 처리/폴리곤 단위의 처리를 담당하는 「프로그래머블 버텍스 셰이더」(Programmable Vertex Shader)와, 픽셀 단위의 셰이딩(Shading)나 텍스처 관련 처리를 실시하는 「프로그래머블 픽셀 셰이더」(Programmable Pixel Shader)의 2 타입이 있어, 각각의 쉐이더 유닛상에서, 다양한 쉐이더 프로그램을 실행시키는 것으로 3D 그래픽스 처리를 실시하는 구조로 되어 있다. 용어로서, 한마디로 「프로그래머블 쉐이더」라고 하는 경우에는, 양쪽을 가리키는 경우나, 혹은 그 개념 전체를 가리키는 경우가 있다.
그리고, 이 셰이더 프로그램이야말로 소프트웨어이며, 개발자가 오리지날의 쉐이더 프로그램을 작성하는 것으로, 그 GPU에 새로운 그래픽스 기능을 구현할 수 있게 된다.
이것은 매년처럼 발표되는 최신 3D 그래픽 기술을 차세대 GPU의 등장을 기다리지 않고도 그 기술을 실현하는 셰이더 프로그램만 개발해 버리면(퍼포먼스의 좋고 나쁜 것은 별로 해) 실험이나 실행이 되어 버린다는 메리트도 낳게 되어 산개하고 있던 하드웨어 업계와 소프트웨어 업계가 다시 걸음
다만, 프로그래머블 셰이더 아키텍처의 실현은 GPU 메이커에 높은 기술력을 요구했기 때문에, 다음의 DirectX 9가 등장하는 사이에, 초기의 실시간 3D 그래픽스를 지지해 온 것 같은 GPU 메이커의 철퇴가 눈에 띄게 된다. 도태의 결과, 2001년 이후, GPU 메이커의 2대 거두인 NVIDIA와 ATI의 치열한 GPU 전쟁이 눈에 띄게 된다.
현재, 이 2사 이외에서 PC용 민생용 양산 GPU를 개발하고 있는 것은 인텔(단 통합 칩셋용)과 S3사 정도. PC그래픽 여명기를 뒷받침한 3dfx사는 2000년 NVIDIA에 인수되었고, Number Nine사도 1999년에 도산하고 있다. Windows 9x 시대, 일본에서는 절대적인 인기를 자랑한 MATROX사도, 마지막 발에서 DirectX 8세대 GPU 「Parhelia」시리즈를 투입하는 것도 흔들리지 않고, 그 후에는 최신 기술에 대응한 GPU 개발로부터는 멀어지고 있다. 프로페셔널용 워크스테이션용 GPU를 개발하고 있던 3Dlabs사도 Windows 9x시대에 민생용 Permedia시리즈를 투입하지만 건투하다. 칩셋 메이커 SiS사로부터 스핀아웃해 GPU 전문 메이커로서 신설된 XGI사도, 2006년, 최신 기술에 대응한 신GPU의 개발로부터 사실상, 철퇴해 버렸다.
그런데, DirectX 8 발표로부터 약 1년 후의 2001년 말에는, DirectX 8 베이스의 게임기, 초대 「Xbox」가 마이크로소프트로부터 발매된다. 별로 이 점이 취해지는 것은 아니지만, Xbox는 세계 최초의 프로그래머블 셰이더 아키텍쳐를 채용한 가정용 게임기가 되었다.
초대 「Xbox」. GeForce 3를 기반으로 한 GPU를 탑재하고 API에 DirectX를 채용
Xbox용, PC용 양쪽에 발매된 「Splinter Cell」(UBI SOFT)은 프로그래머블 셰이더 기반의 3D게임 그래픽스의 가능성을 세상에 알렸다 (C)2002 Ubi Soft Entertainment. All Rights Reserved. Cell is a trademark of Ubi Soft Entertainment. All other trademarks are the property of their respective owners.
(트라이Z 니시카와 젠지)