1. 오늘도 여전히 글을 시작하며.
CPU, 메모리, 저장장치를 보고 난 이후 이번 차례는 그래픽 카드입니다. 그래픽카드는 화면을 송출하기 위한 부품입니다. 그래픽 카드가 없다면 선명하고 분명한 화질의 화면은 보기 어려울 것이며, 고화질의 동영상 혹은 사진 작업, 디자인 작업과 같은 업무는 아마 원활하게 진행이 어려웠을 것입니다. 그래서 이번에는 그래픽 카드에 대해 좀 더 세부적으로 공부해보려고 합니다.
2. 그래픽카드의 정의, 그래픽카드란 무엇인가?
그래픽카드는 컴퓨터에서 자체적으로 하면을 출력할 수 있는 기능을 갖추고 있지 않기 때문에 생성된 데이터를 영상 신호로 모니터에 전달해주는 장치가 필요하기 때문에 만들어진 장치입니다. 즉 CPU의 명령하에 이루어지는 그래픽 작업을 전문적으로 빠르게 처리하고 디지털 신호를 영상 신호로 바꿔 모니터로 전송하는 장치입니다.
그래픽카드는 크게 내장 그래픽과 외장 그래픽으로 나뉘어 있으며, 내장 그래픽 이란 CPU 내장 그래픽이나 메인보드에 탑재된 온보드 그래픽이며, 외장 그래픽은 보드와는 별도로 추가된 그래픽카드를 외장 그래픽이라고 보시면 됩니다.
3. 그래픽카드의 구성
그래픽 카드는 CPU와는 다르게 확장 카드 형태로 구성되어 있기 때문에 메인보드만큼은 아니더라도 구성 요소가 제법 많아서 복잡하므로 구매하기 전에 알아야 할 구성 요소가 CPU보다 더 많습니다. 하지만 많은 구성요소를 전부 살펴보지는 않고 가장 중요한 항목들만 선별적으로 확인하도록 하겠습니다.
1) PCB : 그래픽 카드가 구성되는 기판입니다. 메인보드처럼 그래픽 카드도 컴퓨터의 케이스 형태에 따라 매우 중요한 요소입니다. 보통 PCB의 사양을 확인하는 것은 기판의 길이 및 폭을 확인해야 합니다. 케이스 및 데스크톱 제조사에서 사용 가능한 그래픽 카드의 사이즈를 확인할 수 있기 때문에 기본적으로 그래픽카드를 구매한다고 하시면 갖고 계신 메인보드의 유형 및 데스크톱 케이스의 사이즈에 호환되는 그래픽 카드를 구매하셔야 합니다. 보통 슬림 타입의 데스크톱의 경우 LP타입의 케이스를 구매해야 하나 일반 브래킷 및 미들타워 케이스에 해당하는 그래픽 카드를 구매하는 경우가 있을 수 있습니다.
2) 프로세서 : 그래픽 처리를 담당하는 가장 핵심적인 요소입니다. 1999년 NVIDIA가 기존의 래스터, 픽셀 연산 및 렌더링뿐만 아니라 지오메트리 처리까지 가능한 프로세서임을 강조하는 GPU(Graphics Processing Unit)라고 명명하면서 현재는 GPU가 그래픽 처리용 코프로세서의 보통 명사처럼 통용되고 있고, CPU와 대등한 수준의 주역으로 거듭났습니다.
- 캐시 메모리 : CPU에 내부 캐시 메모리가 있는 것처럼 GPU도 내부 캐시 메모리가 오래전부터 존재해왔습니다. 최근 더 빠른 캐싱을 위해 캐시 메모리의 계층 분화가 점점 두드러지면서 GPU와 닮아가고 있습니다. 앞서 CPU에서 설명했던 내용 중 캐시 메모리의 내용과 같이 그래픽의 GPU에서도 역시 캐시 메모리가 성능 효율에 영향을 미치는 스펙입니다.
3) 그래픽 메모리 칩(모듈) : 메모리하면 보통 메인보드에 장착하는 시스템 메모리를 떠올릴 수 있습니다만, 그래픽 카드에도 메모리가 있습니다. 시스템 메모리와 다르게 GPU에서 거친 데이터들만 취급하고, 버퍼 기능도 '프레임 버퍼'로 활용한다는 차이점이 있습니다. 그래픽 메모리 칩은 시스템 메모리와 마찬가지로 메모리 레이턴시(액세스 타임)가 짧을수록 , 메모리 대역폭이 높을수록 데이터를 빨리 전달할 수 있기 때문에 성능이 좋은 그래픽이라고 볼 수 있습니다. 그래픽 메모리 칩의 종류는 VRAM, WRAM, DMRAM, SGRAM, GDDR SGRAM , HBM 이 있습니다.
4) 디스플레이 출력 단자 : 데스크탑과 모니터를 이어주는 출력 포트입니다. 출력 포트의 종류는 DE-15, DVI, HDMI, DisplayPort, USB Type C가 있습니다. 상세 설명은 아래에서 진행해드리겠습니다.
- DE-15: D-sub, RGB, VGA라고도 부르며 1987년 VGA 규격의 탄생과 함께 등장했습니다. 아날로그 신호 방식이기 때문에 디지털 신호를 사용하는 후속 규격 단자의 등장으로 인해 포트가 제공되는 경우가 점차 줄어들고 있습니다. 하지만 아직 저가형 그래픽이나 내장 그래픽에는 단자가 남아있는 경우가 있습니다.
- DVI : 2000년부터 등장하여 사용하게 된 단자로, DVI-I(아날로그), DVI-D(디지털) 두 가지 종류가 있습니다. DVI-I 단자의 경우 DVI 자체는 디지털 신호이나 아날로그 혼용 가능한 포트이며, DVI-D의 경우 디지털로 두 개의 종류를 분별해서 사용하는 경우가 있을 수도 있습니다. 하지만 최근 제공되는 제품들은 별도로 DVI-I, DVI-D를 구분하지 않고 통합적으로 사용하고 있습니다.
- HDMI: 2000년대 중반 출시된 단자입니다. 현재 가장 많이들 사용하고 있는 단자로 디지털 신호를 전송합니다. HDMI 포트의 경우 이전 RGB, DVI와 다르게 화면 신호만을 전송하지 않고 포트가 화면 신호와 음성 신호를 함께 전달하게 됩니다.
- DisplayPort : 2008년부터 등장했으나 출시 초기에는 많이 사용하지 않다가 2010년대 후반부터 DVI 단자가 사라지면서 많이들 이용하게 되었습니다. 입출력 속도가 빠르고, HDMI 포트와 동일하게 화면 신호와 음성 신호를 함께 전달할 수 있습니다.
- USB Type-C : 2014년에 규격이 발표되어 2018년 지포스 RTX 20 시리즈부터 등장한 단자입니다. 최근 안드로이드 기반의 휴대폰 충전기와 동일한 규격으로 만들어져 나왔습니다. 해당 포트 역시 화면 신호 및 음성 신호를 함께 전달 가능합니다. 단, 제품 및 포트마다 Type C 포트에 제공되는 기능이 다르기 때문에 사용하는 케이블 및 포트가 그래픽 목적으로 사용이 가능한 제품인지 제조사 확인이 필요합니다.
5) 쿨러 : 그래픽 카드에 발생되는 발열을 식히기 위해 CPU 쿨러와 다르게 그래픽 자체에 붙어있는 쿨러가 있습니다. 컴퓨터 작동 시 가장 많은 발열을 자랑하는 것이 그래픽 카드이기 때문에 원활한 컴퓨터 사용을 위해서는 쿨러의 역할이 필수적입니다.
6) VBIOS / GOP : 비디오 바이오스(Video BIOS) 그래픽 바이오스 라고도 하며, VBIOS는 비디오 하드웨어에 접근하기 위해 프로그램들이 사용하는 비디오 관련 기능들의 집합을 제공합니다.
4. 마무리
그래픽카드는 내용이 너무 많습니다. 컴퓨터 내에서 메모리, GPU, 칩셋과 같은 각 부분이 별도로 있어 그 영역들을 개별적으로 두 번의 포스팅으로 나눠 글을 작성하고 있으나 그래픽의 경우에는 그래픽 카드 자체가 또 다른 하나의 PC의 집합체처럼 많은 부품들이 유기적으로 구동하고 있기 때문에 내부 구성만 가지고 설명을 하더라도 내용이 많아 오늘은 여기까지 끊어 글을 작성하고 뒤이어 그래픽카드 사양 확인하는 방법을 제조사별 그래픽카드와 비교해가며 설명해보도록 하겠습니다. 컴퓨터의 많은 부분들을 보아왔지만 그래픽의 영역은 아직까지도 너무 넓고 어려운 부분이라 열심히 공부해서 한 번 더 정리하며 기록해야 할 것 같습니다.