라데온 프로 WX 8200 사용자 리뷰

고품질 3D 콘텐츠 제작을 위한 합리적 eGPU 선택

■ 문영우 | 아이원스튜디오의 대표로 프로젝션 매핑과 모션그래픽 등 3D 기반 콘텐츠를 제작하고 있다.
홈페이지 | www.eye1studio.co.kr

필자는 맥슨 시네마 4D(Maxon Cinema 4D)의 공인 인스트럭터이며 프로젝션 매핑(Projection Mapping)과 모션그래픽(Motiongraphic)을 주업으로 수년간 일하고 있다. 프로젝션 매핑에는 밀루민(Millumin)과 터치디자이너(Touchdesigner)를 사용하며, 콘텐츠 제작에는 시네마 4D와 다빈치 리졸브(Davinci Resolve) 등을 주로 사용한다.

콘텐츠 제작물의 대부분은 3D 기반으로 시네마 4D와 윈도우 기반의 옥테인 렌더러(Octane Render)를 사용한다. 제작하는 콘텐츠의 대부분은 대형 신(scene)으로 가로 10000px × 세로 1080px를 넘어서는 작업이 많다. 이렇다 보니 소프트웨어 및 하드웨어는 GPU 가속 기능에 전적으로 의존한다. 현재는 GEFORCE GTX 1080Ti 12개와 Titan Xp 3개를 렌더팜으로 사용하고 있다.

그림 1. 필자가 보유한 옥테인 렌더 팜(1080Ti×8, 윈도우 7)

프로젝션 매핑에 사용되는 소프트웨어는 맥OS 기반이 많기 때문에 주로 맥을 사용한다. 또한 외부 출장 작업이 많기 때문에 휴대가 용이한 맥북 프로(2018)를 주로 사용하며, 최종 설치물은 데스크톱 맥으로 포팅해서 마무리한다.

프로젝트 매핑에서 주된 화두는 다중 출력(Multiple Outputs)이다. 일반 데스크톱에서는 모니터 1~4개의 환경이 대부분이지만, 프로젝션 매핑에서는 8~16개 이상의 프로젝터를 동원하는 경우가 많다.

그림 2. 대명리조트 델피노 지하 통로의 디지털 프레스트(Digital Forest) 프로젝션.
양면 15360px×1080px중 우측면 7680px×1080px 크기이며, FHD 프로젝터 8대를 사용했다.

애플은 2012년 타워형 맥 프로(Mac Pro)를 단종하고 실린더형 맥 프로를 출시하였으나 다중 모니터 출력에 제한이 많다. 실린더형 맥 프로는 AMD FirePro D500(D700)을 탑재하고 있으며 최대 6개의 모니터 출력을 얻을 수 있다. 스플리터(Splitter, Datapath FX4) 등을 이용하면 더 많은 프로젝터와 연결할 수 있지만 프로세싱 능력(D700의 경우 3.5 TFLOPs) 및 발열 문제가 있다.

이후 출시된 아이맥 프로(iMac Pro)는 실린더형 맥 프로의 대안으로 프로세싱 파워(Vega 64, 11.0 TFLOPs)와 발열에 큰 문제가 없다. 기본 구성에 Vega 64를 추가하는 경우 약 700만원이 된다. 썬더볼트 3 to 듀얼 HDMI를 이용하는 경우 4개의 4K 60Hz 출력을 얻을 수 있고, 스플리터(Datapath FX4)를 이용하면 총 16개의 1080p 60Hz의 출력을 얻을 수도 있다.

그러나 클라이언트는 같은 품질과 성능 대비 항상 저렴한 하드웨어를 원하기 때문에 이 조합이 관철되는 경우는 꽤나 드물다. 콘텐츠 제작비, 프로젝터 구매 비용, 유지보수 비용 등이 합해지면 전체 견적이 상당해지기 때문이다.

따라서 저사양 맥 미니(Mac mini) 2018과 eGPU(외장 GPU)의 조합은 합리적인 고려 대상이 된다. 맥 미니 2018에는 GPU가 없지만 썬더볼트 3가 있기 때문에 고사양 eGPU는 아이맥 프로 및 맥 프로의 훌륭한 대안이 될 수도 있다.

이번 테스트에 사용된 AMD의 라데온 프로(Radeon Pro) WX 8200는 합리적인 가격대로 실시간 시각화, 가상 현실(VR) 및 포토리얼리스틱(photorealistic) 렌더링을 할 수 있는 고성능의 워크스테이션 그래픽카드이다. 라데온 프로 WX 8200 그래픽카드는 전문 디자인 및 렌더링 작업을 쉽게 가속화하는 향상된 성능을 제공하며 디자인, 제조, 미디어 및 엔터테인먼트 분야는 물론 건축, 엔지니어링 및 건설(AEC) 등 분야에서 제품 개발의 모든 단계를 수행할 수 있도록 한다.

AMD 라데온 프로 WX 8200 그래픽카드는 향상된 베가 GPU 아키텍처 기반의 14nm 핀펫(FinFET) 공정으로 설계됐으며, 시각 디자인의 전 과정에서 요구되는 대규모 다중 모델을 실행할 수 있는 성능을 제공한다. 또한, 어도비 CC(Adobe CC), 솔리드웍스, 3ds 맥스, 레빗 등 많이 쓰이는 전문 애플리케이션 인증을 획득함으로써 실시간 시각화, 물리 기반 렌더링 및 가상 현실 등의 워크로드를 수행하는데 적합한 시스템을 제공한다.

그림 3. 맥OS 모하비

그림 4. 테스트에 사용한 eGPU

그림 5. eGPU에 장착된 라데온 프로 WX 8200

그림 6. eGPU와 맥북 프로의 연결

이번 테스트에 사용된 하드웨어 및 소프트웨어는 다음과 같다.

eGPU
- AMD Radeon Pro WX 8200(8GB HBM2 VRAM/Stream 3,584/FP32 10.75TFLOPs)
- Razer Core X V2 eGPU Enclosure(썬더볼트 3)
맥북 프로 2018 : i7 2.2Ghz, 1TB SSD, 32GB RAM, Radeon Pro 560X(4GB GDDR5 VRAM/Stream 1024/FP32 2.6TFLOPs)
아이맥 프로 2018 : 3.2GHz 8코어, 32GB RAM, 1TB SSD, Radeon Pro Vega 56(8GB HBM2 VRAM/Stream 3584/FP32 9.0TFLOPs)
모니터 : 델 UHD 모니터 U2718Q, UP3214Q, UP3216Q
소프트웨어
- Maxon Cinema 4D R20(3D)
- Davinci Resolve 15.2(편집, 컬러 그레이딩)
- Anomes Millumin 3.0(프로젝션 매핑)
- Derivative Touchdesigner 099 Pro 2019(프로젝션 매핑)

테스트용 영상 소스는 비상업용으로 공개된 Puppies Bath in 4K 24fps를 사용했다. 대부분의 모니터는 60Hz의 재생 빈도(Refresh Rate)를 사용하므로, 원본 24fps를 29.97fps로 변환 후 CPU의 영향을 받지 않도록 HAP Codec 1.2(하드웨어 디코드 지원)으로 변환하였다.

애플 시스템에서 eGPU를 사용할 때 eGPU의 가속기능을 활용하려면 eGPU와 연결된 모니터를 메인 모니터로 만들어야 한다. 이 설정은 디스플레이 제어판 → 정렬에서 상단 메뉴바를 eGPU에 연결된 모니터로 옮기면 된다. eGPU의 가속기능을 활용하려면 앱을 eGPU와 연결된 모니터에서만 사용해야 한다.

다빈치 리졸브 - 프로세싱 인코딩 테스트

테스트 환경

맥북 프로 2018에 eGPU로 Radeon WX 8200을 사용했으며, OS 레벨의 프로그램 설정과 하드웨어 조정은 애플이 제시한 방법을 기준으로 했다.

테스트 방법

Puppies Bath in 4K 24fps MP4 원본에 두개의 시리얼(Serial) 노드를 추가하고, 컬러를 조정한 후 퀵타임(Quicktime, H.264)로 인코딩한다.

이 테스트는 게임처럼 화면 리프레시(갱신) 속도와 관계 없는 순수한 GPU 프로세싱 테스트이다.

테스트 결과

맥OS의 맥북 프로 + WX8200 eGPU에서는 초당 35~38 프레임으로 렌더링했다. 비교를 위해 윈도우 환경에서 1080Ti 그래픽카드를 사용한 테스트에서는 초당 30~34 프레임으로 렌더링했다.

그림 7

그림 8. 맥OS 테스트 결과

그림 9. 윈도우 테스트 결과

GPU의 프로세싱에 전적으로 의존하는 다빈치 리졸브에서 상당한 능력을 보여주고 있다.

라데온 WX8200은 스펙상 지포스 GTX 1080Ti와 비슷하지만 1080Ti를 상회하는 능력을 보여준다.

Genarts Sapphire 필터를 사용하면 결과가 좀 달랐다. Genarts Sapphire 필터는 GPU를 지원하지만 AMD에는 아직 최적화가 덜 된 것으로 보인다. Glow같은 필터를 사용하면 WX 8200은 3~4프레임, 1080Ti의 경우 6~7프레임으로 나왔다.

시네마 4D - 뷰포트 드로잉 속도

테스트 환경

OS 레벨의 프로그램 설정과 하드웨어 조정은 애플이 제시한 방법을 기준으로 했다.

테스트 방법

시네마 4D에서 10×10×10개의 큐브(Cube)를 만들고(Render Instance가 아님) Random Effector로 애니메이션을 주었다. CPU가 개입하지 않도록 미리 계산(Bake - Cache)하였다.

테스트 결과

맥OS 맥북 프로 + eGPU 환경에서는 52~55fps, 윈도우 + 1080Ti 환경에서는 45~48fps가 나왔다.

3D 프로그램에서 화면 리드로잉 스피드는 OpenGL 성능에 좌우된다. 애플이 제시한 방법에 따라 설정하면 eGPU에서 연결된 모니터로 바로 전송되므로, 호스트 컴퓨터의 성능과 관계 없이 OpenGL 성능 저하가 거의 일어나지 않다.

eGPU를 이용한 게임 사용시에도 유사한 원리가 적용된다. 또한 윈도우 + 1080Ti보다 우수한 것으로 나타났다.

그림 10. 맥OS 테스트 결과

그림 11. 윈도우 테스트 결과

시네마 4D - 프로 렌더 테스트

테스트 환경

맥북 프로 2018 + WX 8200(eGPU)으로 테스트를 진행했다. OS 레벨의 프로그램 설정과 하드웨어 조정은 애플이 제시한 방법을 기준으로 했다.

테스트 방법

3D 테스트에서 자주 사용하는 코넬박스를 이용했다. 시네마 4D R20 버전이며 Interation은 400을 사용하였다.

테스트 결과

그림 12

그림 13. 맥OS 테스트 결과

그림 14. 윈도우 테스트 결과

맥북 프로 Macbook Pro + WX 8200 : 2분 50초
맥북 프로 내장 560x : 11분 15초
윈도우 + Titan Xp : 2분 28초
윈도우 + 1080Ti : 2분 44초

AMD의 프로 렌더 테스트에서 공식 스펙에 나온 FP32 10.75TFLOPs의 능력에 걸맞는 결과를 보여주고 있다. 대부분의 GPU 렌더러는 단정밀도(FP32)로만 계산한다.

밀루민/맥북 프로 + eGPU - 다중 출력 테스트

테스트 환경

OS 레벨의 프로그램 설정과 하드웨어 조정은 애플이 제시한 방법을 기준으로 했다.

테스트 방법

매핑 소프트웨인 밀루민으로 테스트하였다.

영상 원본은 24fps이므로 모니터 리프레시율(60Hz)에 적합하도록 29.97fps로 변환하였고, 하드웨어 디코드를 사용하도록 HAP 코덱을 사용했다. 또한 데이터 전송률 테스트도 겸하기 위해 개별 영상 파일 3개를 사용했다.

개별 파일의 크기는 2,800프레임/MP4 300MB/Mov HAP 6.4G이다.

Quicktime/HAP은 MP4에 비해 크기가 크지만 화질이 우수하고 해상도 제한이 거의 없으며, GPU 디코딩을 지원하기 때문에 프로젝션시 자주 사용된다.

3840×2160, 60Hz로 출력하였으며 총 3개의 UHD 출력을 만들었다. 이 테스트에서는 모니터간 싱크를 가장 중요하게 보았다.

테스트 결과

약 3분 이내에서 1~2프레임 오차가 있었다. 이 후 오차가 줄어 간헐적으로 약 1프레임의 오차가 있었다.

AMD S400, Nvidia Quadro Sync 등에서 지원되는 하드웨어 Framelock이나 Genlock을 사용하고 있지 않으므로 1 프레임은 허용 오차로 볼 수 있다. 또한 개별 영상 3개를 사용했기 때문에 SSD에서 데이터 전송시 읽기 지연과 맥북 프로의 발열에 의한 성능 저하가 원인일 수도 있다.

그림 15

맥 프로/아이맥 프로 + eGPU/터치디자이너 - 다중 출력 테스트

테스트 환경

OS 레벨의 프로그램 설정과 하드웨어 조정은 애플이 제시한 방법을 기준으로 했다.

테스트 방법

매핑 소프트웨어인 터치디자이너로 테스트하였다.

개별 파일의 크기는 2800프레임/MP4 300MB/Mov HAP 6.4GB이다.

Quicktime/HAP은 MP4에 비해 크기가 크지만 화질이 우수하고 해상도 제한이 거의 없으며, GPU 디코딩을 지원하기 때문에 프로젝션시 자주 사용된다.

아이맥의 자체 모니터와 2개의 4K 모니터를 이용하고 3840×2160, 60Hz로 출력하였다. 또한 아이맥 프로 + eGPU와 3대의 4K 모니터로도 테스트하였다. 이 테스트에서는 모니터간 싱크를 가장 중요하게 보았다.

테스트 결과

간헐적이지만 0.5~1프레임의 오차가 있었는데, 아이맥 프로 단독 테스트에서는 오차가 거의 없었다. 아이맥 프로의 내부 GPU는 온보드 상태이므로 PCIe Gen3×16의 대역폭을 최대한 활용하고 있는 것으로 여겨진다.

썬더볼트 3의 대역폭은 1/4 수준이므로 아이맥 프로 + eGPU에서 오차가 조금 더 나왔을 수 있다.

그림 16

그림 17

맺음말

이번 테스트를 통해서 eGPU의 많은 가능성을 보았다. 현재 맥 미니를 eGPU 호스트로 구성하는 경우(i7 3.2GHz 6코어, 32GB RAM, 1TB SSD로 구성 시) 약 315만원이며 이는 동급 윈도우 기반 하드웨어를 상위하는 가격이 된다. 그러나 맥OS는 비교적 안정적이며 다양한 영상 및 오디오용 인터랙션 소프트웨어를 지원하고 있기 때문에 대부분의 콘텐츠 제작자에게 항상 우선시되는 선택이다.

맥OS는 eGPU에 대한 지원을 점점 강화하고 있으며 AMD GPU도 BIOS 업데이트를 통한 성능 향상 등의 개발에 박차를 가하고 있다. 또한, OS X에서 AMD GPU는 별도의 설정 없이 썬더볼트 3와 연결하는 것만으로 고성능 GPU를 eGPU로 바로 이용할 수 있어, 하드웨어 지식이 없어도 자신의 컴퓨터 성능을 손쉽게 업그레이드할 수 있다. 또한 원하는 경우 eGPU 두 개를 사용할 수도 있다.(썬더볼트 3 컨트롤러가 2개인 맥에 한정)

맥OS 모하비(Mojave)부터는 엔비디아 GPU를 지원하지 않고 있다. 때문에, AMD GPU는 맥 OS용 eGPU에서 현재 유일한 선택이다. 분리 이동이 가능한 eGPU는 여러 대의 맥을 보유한 경우 교차 활용으로 하드웨어 구매 비용 절약에도 큰 도움이 된다.

애플의 아이맥 프로는 올인원 타입에서 최상급으로 출시되었기 때문에, 차기 맥 프로는 이를 상회하기 위해 타워형 맥으로 회귀할 것이라고 조심스럽게 예측한다. 이때 AMD의 FirePro 및 S400(sync)이 지원되기를 기대해 본다.

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