게임 정복의 아이콘으로 부상한 ‘지싱크 & 프리싱크’, 정말 그럴까?

[라맥스]

스트레스를 시원하게 날리고 싶다거나 게임에 몰입하며 얻는 짜릿한 성취감에 매료됐다거나 하는 등 게임을 즐기는 이유는 다양하다. 하지만 목표는 간단하다. 바로 ‘승리’하는 것. 물론 매번 승리할 수 없겠지만 어느 누구도 패배하는 것을 원치는 않는다. 그렇다면 경쟁이라는 공식 자체도 성립할 수 없을 테니 말이다.

과거에도 그랬지만 온라인이 주인 지금의 게임들은 협력을 통해 승리를 도출하는 방식으로 이뤄진다. 그러니까 팀 또는 그룹으로 구성된 게이머들이 동일한 구성의 상대 또는 대형 몬스터를 제압하는 형태로 진행된다. 그만큼 개개인의 실력이 중요하게 부각되고 있다. 아무리 그룹 단위로 움직인다지만 개인 실력이 부족하면 상대방에게는 ‘빈틈’으로 인식되어 공략 1순위가 될 가능성이 높기 때문이다.

이 같은 상황에서 게이머들은 개개인의 실력은 물론이고, 실력을 극대화할 수 있는 장비에도 많은 관심을 가진다. 프로 게이머 뿐만 아니라, 취미로 게임을 즐기는 개인에게도 예외는 아니다. 좋은 장비는 쾌적한 게임 몰입에 도움을 줄 뿐만 아니라, 승리에 영향을 주는 열쇠가 되기도 한다. 그렇기에 입출력 장치부터 PC에 이르기까지 장비의 범위와 장르 또한 다양하다.

그 동안 게이밍 장비는 입력기기에 한정되어 있었다. PC 성능이 일정 이상이라면 승리에 영향을 주는 장비가 키보드와 마우스 같은 직접 입력하는 기기에 한정되어 있었다. 입력기기의 중요성은 현재도 유효하다. 나에게 맞는 성능과 기능을 갖춘 입력장치를 사용한다면 승리에 조금 더 가깝게 다가갈 수 있다.

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 ▲ 이제 모니터에도 '게이밍'이라는 이름이 붙기 시작했다. 그냥 붙은게 아니고, 다 이유가 있다.

하지만 최근 몇 년 전부터 이 같은 흐름에 변화가 일어났다. 이제 출력장치까지도 게이머의 입맛에 따라가기 시작했다. 그 중심에는 그래픽 프로세서 제조사인 엔비디아와 AMD가 있다. 둘은 게이밍 몰입감에 혁신을 가져 온 지싱크(G-SYNC)와 프리싱크(Freesync) 기술을 각각 공개한 바 있다. 처음 반응은 반신반의였지만 지금은 다르다. 그 이유는 무엇일까?

■ 우리는 오랜 시간 60Hz라는 숫자에 갇혀 살았다

요즘에야 나아졌지만 지금 이 순간에도 우리들이 쓰는 모니터는 대부분 ‘60Hz’의 주사율을 갖는다. 과거에도 그러했고 지금도 그러하다. 본래 디스플레이 장치는 60Hz라는 숫자에 묶일 수 밖에 없었다. 지금까지의 표준은 TV에서 표시하는 영상이나 영화 등 표시되는 이미지의 수가 고정된 콘텐츠를 구현하기 위해 존재했기 때문이다.

여기서 주사율은 수직 표시를 의미한다. 화면이 수직(위에서 아래)으로 전환하면서 1초에 60매 이미지를 표현한다. 즉, 1초에 최대 60매의 이미지가 연속으로 움직이고 이를 보게 된다는 말이다. 이것이 우리가 알고 있는 초당 60 프레임의 원리다. 이는 곧 아무리 노력해도 그 이상의 움직임을 볼 수 없음을 방증한다.

 ▲ 일반적인 디스플레이와 그래픽카드의 관계.

디스플레이가 화면을 요구하면 그래픽카드가 그에 맞는 화면을 표시하는 구조다.

이를 사양에 따라 움직임이 계속 변화하는 게임에 적용하려니 문제가 생겼다. 사양이 충분하면 문제는 없는데 그 이상의 부드러운 움직임을 경험하고 싶다거나, 반대로 60 프레임 구현 자체가 버거운 사양의 PC로 게임을 즐겼을 때다. 전자라면 아쉬운 마음은 들어도 계속 초당 60 프레임으로 쾌적하게 게임을 즐기니 다행이다. 그러나 그에 못 미치는 성능으로 게임을 즐기면 처참한 결과로 이어진다. 자신이 이러려고 PC를 샀는지 자괴감 들고 괴로운 마음이 들지도 모른다.

그 이유를 천천히 알아보자. 본래 60Hz에서 1프레임을 표시하는 시간은 약 16ms 정도로 알려져 있다. 패널은 16ms마다 1프레임을 요구하게 되고 그래픽 프로세서는 그에 맞춰 그려진 화면을 디스플레이에 전송하는 방식이다. <패널-GPU-패널-GPU>가 계속 이어지면서 우리는 연속된 화면을 보게 된다.

  ▲ 그러나 현실은 시궁창. 실제로는 여러 이유로 화면이 요구하는 명령을 그래픽카드가 제대로 따르지 못하는 경우가 많다. 이 때 티어링이 발생하게 된다.

중요한 것은 이 구조가 화면을 표시하는 것과 동시에 다음 화면 출력을 준비해야 하니 실제로는 더 빠른 속도로 연산과 출력이 이뤄져야 한다. 디스플레이는 다음 화면을 찾는데, 공교롭게도 GPU가 다른 문제가 생겨 해당 화면을 연산하지 못했다면 이를 표시하지 못하고 그 다음 화면을 요구하는 처리 과정을 거친다. 이는 사양이 낮을 때 발생하게 된다. 시스템 부하가 몰리면 어쩔 수 없는 상황이라 하겠다.

시스템 부하가 몰려 화면이 끊기는 듯한 느낌을 주는 현상을 스터터링(Stuttering) 현상이라고 부른다. 버벅거린다는 표현이 자연스러울 것 같다. 스터터링은 디스플레이의 출력 요청을 그래픽 프로세서가 처리하지 못하면서 발생하는 문제다.

 ▲ 수직동기화를 비활성화 했을 때 이처럼 위아래가 잘린 듯한 화면이 나오는데 이것이 티어링 현상이다.

이를 위해 고안한 것이 바로 수직동기화(V-Sync)다. 60Hz라는 틀 내에서 그래픽 프로세서와 디스플레이가 연동하며 화면을 그려나가는 방식이다. 그래픽 프로세서는 계속 16ms 이내에 연산과 출력을 진행하면 아무 문제 없이 쾌적한 게이밍 몰입감을 약속하는 방식이다. 이것도 물론 서로 잘 연동이 되면 다행이지만 앞서 언급한 것처럼 상호 연동이 잘 되려면 사양이 높아야 한다.

또한 수직동기는 디스플레이와 그래픽 프로세서가 항시 연동해 화면을 그려내니 자연스레 다른 부분에서의 반응이 떨어지는 문제도 생긴다. 바로 입력 지연 같은 부분이다. 열심히 공부 또는 업무에 집중하는데 다른 일이 손에 들어올 리 없는 것과 같다. 이를 해결하려면 당연히 수직동기를 해제하게 되고, 결국에는 또 다른 문제인 티어링(찢어짐) 현상이 발생한다.

티어링은 디스플레이의 화면 요구 시간을 무시하고 그래픽 프로세서가 계속 연산과 출력을 이어가 생기는 현상이다. 디스플레이는 꾸준히 16ms 마다 필요한 화면을 요구하는데 그래픽 프로세서는 이보다 빠르거나 혹은 늦게 영상을 전달한다. 그렇게 되면 때에 따라 표시된 기존 영상 위에 다음 표시될 영상이 앞서 보여질 수 있다. 이는 마치 상하 화면이 갈라진 것처럼 나타난다.

그러니까, 게임을 즐기는 것은 참 어렵다. 수직동기화를 하니 화면이 끊기고, 이를 끄자니 화면이 엇갈리면서 눈이 피곤하다. 이러지도 저러지도 못하는 상황에서 엔비디아와 AMD는 나름의 방식으로 해결책을 제시하고자 했다. 바로 지싱크(G-SYNC)와 프리싱크(Freesync) 기술이 그 주인공이다.

■ G-SYNC가 무엇이란 말이오?

지싱크는 엔비디아가 디스플레이 영상 표기 시점을 그래픽 프로세서가 제어하는 기술을 말한다. 앞서 설명한 것처럼 그 동안 디스플레이는 일정 주사율 표기 시점에 따라 그래픽 프로세서에 영상 표시에 필요한 이미지를 요구하고, 이에 맞춰 화면을 그려왔다. 이 때문에 화면이 끊기는 스터터링과 화면이 앞서 표시되는 티어링이 발생하게 된다.

 

▲ 지싱크는 모니터와 그래픽 프로세서 사이에 별도의 모듈을 두어 정확도와 반응성을 최대한 확보했다.

반대로 그래픽 프로세서가 표시 시점을 결정하고 디스플레이는 그에 맞춰 화면을 표시하면 움직임이 원활하지 않더라도 부드러운 화면을 경험할 수 있게 된다. 또한 고성능 게이밍 PC라면 60 프레임 이상의 성능을 내기도 하는데, 지싱크라면 100 프레임 이상의 움직임에서도 능동적인 대응이 가능해진다.

지금까지 수직동기화 또는 능동형 수직동기화(Adaptive V-Sync)는 소프트웨어적으로 주사율 동기화를 구현한 방식이다. 반면 지싱크는 완전한 하드웨어 동기화로 구현된다. 이를 위해 지싱크 대응 모니터에는 엔비디아가 설계한 동기화 모듈을 탑재하고 있다. 여기에는 지포스 그래픽 프로세서와 데이터 전송을 위한 칩(SoC), 프레임 저장에 필요한 메모리 등을 포함한다.

▲ 지싱크는 모니터에 전용 모듈이 들어가기 때문에 이 물건 탑재된 것 이상으로 가격 상승이 이뤄진다.

장점은 하드웨어 기반의 동기화가 이뤄지므로 뛰어난 프레임 구현이 가능하다는 점이다. 반대로 모듈을 탑재하기 때문에 가격 상승의 원인이 된다. 또한 지포스 그래픽카드에만 쓸 수 있으므로 라데온 그래픽카드 사용자라면 지싱크 모니터를 구매해도 100% 기능을 누릴 수 없다.

지싱크는 엔비디아 지포스 GTX650 Ti급 이상 그래픽카드라면 모두 사용 가능하다. 그러니까 케플러 아키텍처 기반의 지포스 그래픽카드라면 일단 가능성이 존재한다. 이전 그래픽카드는 성능이나 기능(디스플레이 포트 1.2 지원) 등의 한계가 있으므로 사용할 수 없음을 참고하자.

 ▲ 일반 모니터에서도 티어링을 억제하는 대안 기술인 고속 동기화(Fast Sync). 보완할 점은 많지만 게이밍 몰입감을 높인다는 점에서 환영할 기술이다.

일반 모니터에서도 티어링을 억제하기 위한 기술은 계속 도입되고 있다. 가장 활발하게 대응하는 곳은 엔비디아인데, 지포스 10 시리즈에서 고속 동기화(Fast Sync) 기술을 공개한 바 있다. 이 기술은 디스플레이가 요구하는 영상(스캔)을 그래픽카드가 렌더링이 완벽히 끝난 프레임만 빠르게 전송하는 것을 기본으로 한다. 이를 위해 그래픽카드와 디스플레이 사이의 버퍼를 3중(프론트, 백, 라스트 렌더드 버퍼)으로 두었다. 일종의 보험인 셈인데, 완전히 그려진 화면을 표시하게 되므로 티어링이 발생하지 않으면서 움직임이 모니터 주사율 이하로 떨어지는 일을 억제한다.

하지만 프레임이 어떤 이유에서 변하게 되면 모니터 주사율이 고정된 상태에서 초당 프레임은 변하기 때문에 스캔이 처리되지 않은 부분은 그대로 유지되면서 화면이 떨리는 부작용도 간혹 발생한다. 그럼에도 일반 모니터에서 최적의 화면을 볼 수 있다는 점에서 대안으로 제시되고 있다.

■ 그렇다면 FreeSync는 무엇이오?

프리싱크는 AMD가 제안한 모니터 주사율 연동 기술이다. 적응형 동기화(Adaptive-Sync)라고도 부르는데, 자사 그래픽카드와 모니터를 연동해 화면이 끊겨 보이는 스터터링과 찢어져 보이는 티어링 현상을 억제해 준다. 무엇보다 AMD가 라이선스를 개방해 놓은 상태이기에 많은 디스플레이 제조사들이 프리싱크 대응 모니터를 선보이고 있다. 접근성이나 수적으로 선택의 폭이 넓은 것이 장점으로 꼽힌다. 또한 이 기술은 디스플레이 표준화 단체인 VESA(Video Electronics Standards Association)의 규격 중 하나이기도 하다.

기본적인 이론은 엔비디아 지싱크와 큰 차이는 없다. 그래픽 프로세서가 표시 시점을 결정하고 디스플레이는 그에 맞춰 화면을 표시한다. AMD는 커뮤니케이션 오버헤드가 없다는 점을 특징으로 내세운다. 디스플레이 포트의 적응형 동기화 프로토콜을 활용해 최저, 최대 주사율을 결정하는데 지연이 크게 발생하지 않는다는 것이 핵심이다.

▲ AMD는 프리싱크 기술을 통해 티어링과 인풋렉을 모두 해결할 수 있다고 강조한다.

하지만 장점만 있는 것은 아니다. 지싱크처럼 별도의 모듈이 없다는 것은 모니터 가격 상승 요인이 없다는 장점을 주지만 반대로 두 기기간 연동은 소프트웨어로 이뤄지기 때문에 입력 지연(인풋렉)이 발생할 가능성 또한 증가한다. 여러 장치의 입출력을 제어하는 하드웨어가 탑재된 지싱크와는 다소 다른 느낌을 줄 수 있다.

그러나 AMD는 프리싱크가 마우스 입력 지연을 줄일 수 있다고 강조한다. 이는 수직동기의 동기화를 기다릴 때 생기는 지연이 프리싱크로 인해 줄어들고 동시에 입력이 화면출력에 반영되는 시간도 줄기 때문이라는 점이다. 때문에 실제 입력 지연에 대한 판단은 사용자의 몫이 될 전망이다.

프리싱크는 AMD 라데온 HD 7000 시리즈 이상이면 사용 가능한데, 이 때에는 동영상 재생이나 절전 모드일 때 해당 기능을 지원한다. 반면 라데온 R9 200 시리즈 이상 그래픽카드는 추가로 게임 중 능동형 주사율 조정을 지원하게 된다.

■ 정말 부드럽게 실행되는가?

이론적인 부분을 알아봤으니 이제 실전에 들어가 볼 차례. 지싱크와 프리싱크 모니터를 각각 시스템에 연결해 프레임 변화에 따른 움직임에 영향을 주는지 알아봤다. 테스트는 인텔 코어 i7 5960X 프로세서와 32GB DDR4 2400MHz 메모리, 인텔 730 시리즈 SSD 240GB(운영체제)와 인텔 750 시리즈 SSD 1.2TB(애플리케이션) 등으로 구성된 시스템에서 이뤄졌다. 운영체제는 윈도 10 프로 64비트다.

▲ 지싱크와 프리싱크를 쓰기 전 해당 모니터 패키지에 해당 기술이 지원하는지 확인해야 한다.

지싱크와 프리싱크를 쓰는 법은 간단하다. 바로 엔비디아 지포스 또는 AMD 라데온 그래픽카드가 설치되어 있으면 된다. 그러나 이들 제품이 있다고 무조건 이들 기술을 쓸 수 있는 것은 아니다. 앞서 설명한 것처럼 해당 기술에 대응하는 모니터도 함께 있어야 체감 가능한 부분이다. 최근 모니터를 구매할 때 패키지를 한 번 유심히 살펴보자. 지싱크와 프리싱크 등 해당 기술의 뱃지가 인쇄되어 있으면 지원한다는 의미다.

또한 드라이버에서 해당 기술을 쓸 수 있게 활성화하는 과정도 필요하다. 그래픽카드와 모니터가 준비되어 있다고 해서 연결하고 즉시 쓸 수 있는 것은 아니다. 일부 제품은 설정이 필요한 경우가 있으니 확인이 필요하다. 엔비디아 지싱크 기술은 하드웨어 연동이기 때문에 시스템 자체에서 인지하고 지싱크를 즉시 쓸 수 있도록 되어 있다.

▲ 지싱크 모니터 AOC AG271QG와 연결한 상태에서 엔비디아 제어판을 연 모습.

3D 설정관리-모니터 기술란에 지싱크(G-SYNC)가 활성화 되어 있음을 볼 수 있다.

AMD 프리싱크는 일부 모니터에서 활성화해 줘야 쓸 수 있는 것도 있으니 확인해야 한다. 그러나 대부분 모니터는 연결 후 라데온 그래픽카드가 장치를 알아채고 활성화하는 경우도 있다. 혹여 프리싱크 기술이 제대로 작동하지 않는 듯한 느낌이 든다면 모니터 OSD 메뉴를 확인해 보자.

또한 라데온 제어판에서 프리싱크를 활성화해 쓰는 방법도 있다. 물론, 모니터가 해당 기술을 지원한다는 전제 하에서 말이다. 이 때 라데온 제어판을 불러온 다음, 디스플레이 항목에 접근하면 상단에 AMD 프리싱크(FreeSync) 활성화 항목이 있다. 비활성화 되어 있는 상태라면 한 번 클릭해 이를 작동하도록 설정하면 끝이다.

▲ 라데온 제어판, 디스플레이 항목에서 프리싱크 항목을 활성화하면 즉시 쓸 수 있다.

그렇다면 엔비디아 지싱크와 AMD 프리싱크의 게이밍 성능을 확인해 볼 차례다. 그래픽카드는 각각 지포스 GTX1080과 라데온 RX480이 쓰였다. 게임은 콜 오브 듀티 : 인피니트 워페어(Call of Duty : Infinite Warfare)와 라이즈 오브 툼레이더(Rise of the Tomb Raider)를 실행했다. 모두 그래픽 효과는 최대로 높이고 주사율을 각각 최대치인 144Hz에 맞춰 진행했다.

▶ 지싱크 테스트 (콜오브듀티 인피니트 워페어, 라이즈 오브 더 툼레이더)

엔비디아 지싱크 체험을 위해 호흡을 맞춘 모니터는 AOC AG271QG다. 27형 게이밍 모니터로 최대 165Hz 주사율 오버클럭을 지원한다. 해상도는 2560 x 1440, QHD라는 점이 인상적이다. GTG 4ms의 응답속도와 게이밍 몰입감을 높여주는 다양한 기능이 제공된다. USB 3.0 확장 단자와 고속충전 전용 단자를 갖춘 점도 이 모니터의 특징 중 하나다.

두 게임 및 다른 게임들을 즐겨본 결과, 시종일관 부드러운 움직임을 보장한다. 로딩 이후 스왑으로 인한 순간적 끊김 현상이 아니라면 어떤 프레임이 나오더라도 티어링이나 스터터링은 존재하지 않는 것처럼 느껴진다. 키보드나 마우스 반응에 대해서도 전혀 불만이 느껴지지 않는다.

▶ 프리싱크 테스트 (콜오브듀티 인피니트 워페어, 라이즈 오브 더 툼레이더)

이번에는 AMD 프리싱크 기술을 체험해 볼 차례다. 모니터는 벤큐 EX3200R 아이케어다. 32형 게이밍 모니터로 곡률 1800R에 해당하는 굴곡을 줘 몰입감을 높여준다. 해상도는 1920 x 1080으로 풀HD에 해당하며, 프리싱크에 대응하기 위해 주사율은 144Hz까지 제공한다. 응답속도는 4ms(GTG)다.

AMD 프리싱크로 동일한 게임을 각각 즐겨보니 체감적인 느낌이 지싱크와 큰 차이가 느껴지지 않는다. 다만 라데온 그래픽카드의 국내 입지의 한계로 많은 소비자들이 프리싱크 기술에 대한 인지가 더 떨어지지 않을까 예상해 본다. 그래픽 효과를 최대로 주었음에도 시종일관 자연스러운 움직임이 그려지는 것은 분명 차이가 존재한다.

▶ 일반 모니터 테스트 (콜오브듀티 인피니트 워페어, 라이즈 오브 더 툼레이더)

 

■ 게임 정복 위한 필수품으로 자리매김하나

엔비디아 지싱크, AMD 프리싱크 모두 각각의 장단점을 가지고 높은 게이밍 몰입감을 제공한다. 지싱크는 높은 해상도와 함께 자연스러운 몰입감을 제공하는 모니터들이 많지만 가격이 높은 점이 약점으로 지적된다. 선택 가능한 모니터들이 모두 외산이라는 점도 선뜻 구매하기엔 한계가 따르는 요소 중 하나다. 반면, 프리싱크는 선택의 폭이 매우 넓다는 것이 장점이다. 국내 브랜드 일부도 프리싱크를 지원하는 게이밍 모니터를 선보일 정도다. 가격도 상대적으로 저렴하다는 것도 이점. 반면, 이를 위해 라데온을 선택할 것인가의 문제로 접근하면 이야기가 조금 달라진다.

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반면, 이미 각각 그래픽카드를 가지고 있는 게이머가 각 기술에 대응하는 모니터를 구매할 때라면? 확실한 것은 장점이 존재한다는 것이다. 성능이 낮은 그래픽카드도 주사율에 맞춰 화면을 구성하기 때문에 비교적 자연스러운 움직임으로 게임을 즐길 수 있다. 그래픽카드 업그레이드냐 부드러운 움직임을 보여줄 모니터냐를 선택하는 것은 소비자 선택의 몫이 되겠지만 말이다.

게이머들은 더 나은 환경에서 게임을 즐기길 원한다. 고성능 그래픽카드에 이어 게이밍 기어, 이제는 게이밍 모니터까지 오게 됐다. 지싱크와 프리싱크 모두 게이밍 모니터라기 보다 스트레스 없는 자연스러운 게이밍 경험을 제공하기 위해 개발된 기술이다. 그러나 이를 통해 게임 경쟁에서 우위를 점할 수 있다면 구미가 당기는 상품임에는 이견이 없을 듯 하다. 아직 정착하는데 시간이 더 필요하겠지만 게이밍 모니터는 분명 게임을 위한 필수품으로 자리매김하지 않을까 예상해 본다.

기획, 편집 / 다나와 홍석표 (hongdev@danawa.com)
글, 사진 / 테크니컬라이터 강형석

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