엔비디아 지포스 RTX 20 시리즈의 튜링 GPU 아키텍처, 쿠다 코어 효율 50% 향상

엔비디아(NVIDIA)는 차세대 튜링 (Turing) 기반 지포스 RTX 20 시리즈를 출시할 것으로 알려진 가운데 튜링 GPU 아키텍처에 대한 조금 더 자세한 내용이 등장했다.

videocardz는 엔비디아가 지포스 RTX 20 시리즈에 사용한 튜링 아키텍처에 대한 내용을 담은 화이트 페이퍼의 일부 내용이 유출되었다고 전했다.

그에 따르면 튜링 아키텍처 기반 GPU는 GPC 6개, 그 하부에 속하는 TPC는 SM (Streaming Multiprocessor) 2개가 1개의 조를 이루어 6개의 GPC에 36개, SM은 72개, ROPs는 GPC 당 16개로 96, 32bit 메모리 컨트롤러는 12개로 384bit 메모리 버스를 제공한다. SM 유닛은 쿠다 코어 (CUDA Cores)와 INT32 코어가 1:1 비율로 각 64개, 텍스처 유닛 4개와 텐서 코어 (Tensor Cores) 4개, RT코어 1개로 구성된다.

이를 통해 튜링 기반 GPU는 TU102가 GPC 6개, 4608 쿠다 코어와 텐서 코어 576, RT코어 72, 텍스처 유닛 (TMUs) 288, ROPs 96, 384bit 메모리 버스, TU104는 GPC 6개, 3072 쿠다 코어와 텐서 코어 384, RT코어 48, 텍스처 유닛 192, ROPs 64, 256bit 메모리 버스, TU106은 GPC 3개, 2304 쿠다 코어와 텐서 코어 288, RT코어 36, 텍스처 유닛 144, ROPs 64, 256bit 메모리 버스를 제공한다. TU106은 구성상 미드레인지 에 위치해야 하지만 파스칼 기반 지포스 GTX 1080에 사용한 GP104 GPU보다 131mm^2가 더 커진 445mm^2로 하이엔드급 제품에 속한다고 볼 수 있다.

튜링 기반 TU102 GPU 기반으로 예상되는 지포스 RTX 2080 Ti는 스펙을 조정해 GPC 6개, 4352 쿠다 코어와 텐서 코어 544, RT코어 68, 텍스처 유닛 272, ROPs 88, 384bit 메모리 버스, TU104 GPU 기반의 지포스 RTX 2080은 GPC 6개, 2994 쿠다 코어와 텐서 코어 368, RT코어 46, 텍스처 유닛 184, ROPs 64, 256bit 메모리 버스, TU106 GPU 기반의 지포스 RTX 2070은 GPC 3개, 2304 쿠다 코어, 텐서 코어 288, RT코어 36, 텍스처 유닛 144, ROPs 64, 256bit 메모리 버스를 각각 구성한다.

또한 튜링 GPU 아키텍처는 새로운 INT32 실행 유닛이 추가되고 이를 통해 부동소수점 몇 비부동소수점 연산을 동시에 실행 가능한데 이와 같은 병렬 실행은 새로운 공유 L1 메모리와 텍스처 캐싱의 통합 아키텍처로 가능해졌다. 

이를 통해 부동소수점 연산의 입출력 성능도 이전 세대인 파스칼 (Pascal) 대비 36% 가량 향상되며 INT32/FP32 코어 디자인과 SM(Streaming Multiprocessor) 개선을 통해 파스칼 아키텍처 대비 쿠다 코어의 코어 당 성능도 50%가 향상될 것이라고 전했다.

새로운 쉐이더 모델을 통해 버텍스와 테셀레이션, 지오메트리 쉐이딩을 개선해 장면 당 더 많은 오브젝트를 처리가 가능해지는 메쉬 쉐이딩, 시각적으로 이점이 없는 쉐이딩을 제한하는 가변 비율 쉐이딩 (VRS, Variable Rate Shading), 쉐이딩 처리 결과를 메모리에 저장해 효율을 높이는 텍스처 스페이스 쉐어링 (TSS, Texture-Space Sharing), 파스칼 아키텍처의 싱글 패스 스테레오를 확장하는 멀티 뷰 렌더링 (MVR, Multi-View Rendering)을 지원한다.

튜링 아키텍처는 새로운 메모리 무손실 압축 기술을 지원한다. 기존 파스칼 시리즈 역시 메모리 압축 기술을 통해 메모리 대역폭과 효율 향상으로 성능을 향상한 바 있는데  튜링 GPU에서도 메모리 무손실 압축 기술을 통해 50%의 유효 대역폭 향상이 이루어질 것이라고 언급했다.

이 외에도 튜링 GPU에는 디스플레이 출력 향상 및 새로운 비디오 엔진이 추가될 것으로 알려졌다. 새로 추가된 비디오 엔진은 DisplayPort 1.4a(8K@60Hz)를 지원하며  DP 또는 USB-C 포트를 이용해 2개의 8K 60Hz 디스플레이 출력이 가능해진다. 또 H.265 8K@30FPS와 HEV YUV444 10/12b HDR, H.264 8K, VP9 10/12 HDR를 지원하는 새로운 NVDEC 디코더를 탑재해 4K UHD (3840x2160) 해상도를 넘어서는 8K 해상도 (7680X4320) 시대에 대응한다.

여러 개의 GPU를 연결해 효율을 향상하는 NVLink는 TU102 GPU가 듀얼 x8 2세대 NVLink, TU104는 싱글 x8 링크로 각각 2-Way SLi 구성, TU106은 NVLink를 제공하지 않으며 엔비디아는 튜링 GPU에서 3-Way SLi와 4-Way SLi는 지원하지 않을 것이라고 전했다.

한편 엔비디아는 튜링 기반 지포스 RTX 2080 (GeForce RTX 2080)과 지포스 RTX 2080 Ti (GeForce RTX 2080 Ti)를 9월 20일 공식 출시하며 지포스 RTX 2070 (GeForce RTX 2070)은 10월 출시 예정이다.