게임으로 알아본 CPU와 그래픽카드의 관계 - 잃어버린 최적화를 찾아서 CPU&그래픽카드

포털의 토론방에는 4대강이 중요하냐, 초중고생 급식비 지원이 중요하냐는 말도 되지 않는 논쟁이 끊이지 않지만 게임 관련 게시판에는 ‘그래픽카드가 먼저냐, CPU 먼저냐’라는 케케묵은 논쟁이 끊일 줄 모른다. 삽질과 숟가락질 중에 뭐가 중요한지는 삼척동자도 빤히 아는 명백한 사실지이만, PC는 여러 부품이 각자의 역할을 다할 때 제 성능을 내는 장치인 만큼 뭐가 먼저고 뭐가 나중이라는 식의 논쟁은 무의미하다.

그럼에도 불구하고 이런 질문이 사라지지 않는 이유는 한정된 자원으로 최대의 효과를 보려는, 주머니 사정이 빤한 게이머들이 존재하는 때문이다. 게임이 답답하게 돌아가서 PC를 업그레이드하려는데 여윳돈이 넉넉지 않다면 그래픽카드나 CPU 등 주요 부품에서 하나를 선택해 바꿔야 한다. 당연히 어디에 돈을 투자해야 최대의 효과를 얻을 수 있을지 고민하지 않을 수 없다.

CPU냐 그래픽카드냐?
그래픽카드가 게임 속 배경과 캐릭터의 뼈대를 세우고 살을 붙이고 옷을 입혀 살아 움직이게 하는 것은 사실이다. 다만 그래픽카드도 PC 내부에서 동고동락하는 존재인 만큼 다른 부품의 영향을 받을 수밖에 없다. 다음에 그려야 될 장면이 무엇인지 캐릭터는 앞으로 어떤 행동을 할지 알기 위해서는 CPU와 시스템 메모리에서 데이터를 받아야 한다.

서로 협동해서 그림을 그리는 사람이 있다고 치자. 한 명은 밑그림을 그리고, 다른 한 명은 색칠은 한다. 밑그림쟁이의 손이 빠르면 칠쟁이에게 일이 쌓이고, 밑그림이 더디면 칠쟁이가 손을 놓고 기다리는 일이 잦아진다. 짐작했겠지만 밑그림쟁이는 CPU고, 칠쟁이는 그래픽카드다. ‘CPU냐 그래픽카드냐’라는 고민에 대한 해답은 아니지만 그래픽카드의 성능을 남김없이 끌어내려면 좋은 CPU가 필요하다는 말은 틀림없는 사실이다.

그렇다고 ‘그래픽카드에 맞춰가며 CPU를 골라야 하는 것이냐’고 투덜거릴 필요는 없다. CPU가 느려서 일을 못하겠다는 얄밉도록 잘난 그래픽카드는 값이 하늘 높은 줄 모르는 일부 초고가 제품뿐이다. CPU를 사자니 그래픽카드가 울고, 그래픽카드로 마음을 굳히니 CPU가 눈에 밟히는 소비자가 신경 쓸 이야기는 아니다. 더욱이 CPU와 비슷한 값의 그래픽카드를 선택하는 대부분의 게이머라면 어느 한쪽의 성능이 달려서 나머지 부품이 제 구실을 하지 못할까 걱정할 필요는 없다.


소총 사거리가 모자라서 표적을 명중시키지 못하는 일은 실전에서는 벌어지지 않는다.

최적화 PC 논란으로 소비자 오해 커져
최근 엔비디아와 인텔이 서로 PC 컴포넌트 시장의 주도권을 차지하려고 서로 모순되는 주장을 펼치기도 했다. 이른바 ‘최적화 PC’라는 것인데, 엔비디아는 그래픽카드가 좋아야 PC가 제 성능을 발휘할 수 있다며 PC를 구입할 때 최대한 많은 금액을 그래픽카드에 투자하라고 권고한 반면, 인텔은 PC를 이끄는 것은 CPU라며, 대부분의 소비자는 CPU만 잘 고르면 그래픽카드는커녕 그래픽 통합 메인보드만으로 아쉬울 게 없다는 주장을 펼쳤다.

얼핏 보면 모순된 이야기지만 둘 다 틀린 말은 아니다. 게임이 중심이라면 CPU보다는 그래픽카드에 좀 더 힘을 줘야 하는 것이 맞다. 엔비디아의 그래픽카드 최적화 PC가 참이라는 이야기다. 하지만 게임을 즐기지 않는다면 그래픽카드에 헛돈을 쓸 필요가 없다. 내장 그래픽만으로도 캐주얼 게임, 동영상, 그래픽 작업을 충분히 해낼 수 있다. 하지만 양쪽의 주장 모두 중요한 점을 간과하고 있다는 점에서 주의해 들어야 할 필요가 있다.

엔비디아의 그래픽카드 제일주의는 그래픽카드의 중요성을 알고 투자를 아끼지 않는 게이머는 CPU도 까다롭게 선택한다는 사실을 애써 외면했다는 것이 문제다. 엔비디아의 주장대로 대기업이 내놓는 브랜드 PC는 그래픽과 CPU의 균형을 생각하지 않고, CPU에만 힘을 잔뜩 준 제품이 대부분이지만 이를 구입하는 소비자들은 별다른 불만이 없다. 이런 PC를 사는 소비자들은 3D 게임을 하지 않는다. 이들에게 그래픽카드는  필요하지 않은 부품이다.

그렇다고 반대의 주장을 펼친 인텔의 손을 들어 줄 수도 없는 노릇이다.      
 
인텔은 자사의 메인보드 통합 그래픽코어의 성능이 형편없다는 사실을 숨기고 내장 그래픽코어만으로 충분하다며 소비자들을 기만했다. 내장 그래픽으로 모든 작업을 할 수 있다고 생각한 소비자들이 막상 가벼운 3D 게임조차 돌리기 버거운 인텔의 그래픽에 크게 실망한 것이다. 게다가 어느 정도 성능이 보장된 최신 그래픽 통합 메인보드는 보급형 메인보드와 그래픽카드를 각각 구매하는 것보다 값이 비싸다. 인텔의 최신 그래픽 통합 칩셋을 얹은 인텔 DG45ID 메인보드는 현재 15만 원에 팔리는데, 같은 CPU를 쓰는 보급형 메인보드는 7만 원, 보급형이지만 메인보드 내장 그래픽보다 훨씬 성능이 좋은 그래픽카드는 5만 원에 구입할 수 있다. 인텔의 최신 그래픽 통합 칩셋이 상당히 좋아진 것은 사실이지만 그래픽카드보다 비싼 그래픽 통합 메인보드를 구입하겠다는 사람은 없다.


인텔 옵티마이즈 PC의 중심은 고성능 CPU와 G45 메인보드다. G45는 종전의 인텔 그래픽 내장 메인보드보다 성능이 좋아졌지만 값이 비싸 대중화에는 실패했다.

PC이용 습관에 최적화 해야
인텔과 엔비디아가 자사 제품의 판매 확대를 위해서 억지스런 주장을 펼치는 통에 소비자만 혼란스럽다. 양측의 주장에는 어느 정도 새겨들을 내용도 포함되어 있다. 한정된 금액으로 게임에서 최대의 성능을 내는 PC를 만들어야 한다면 엔비디아의 주장대로 CPU와 그래픽카드에 분산 투자하는 것이 옳다. 게임을 거의 하지 않는다면 굳이 그래픽카드를 살 필요 없이 내장 그래픽 메인보드를 고르고 나머지 금액을 CPU에 투자하라는 인텔의 주장도 틀린 말은 아니다.

포토샵이나 일러스트 등의 작업을 하려면 좋은 그래픽카드가 필요하다고 여기는 소비자가 의외로 많다. 최근 포토샵 제작사인 어도비가 그래픽카드의 능력을 활용하는 소프트웨어를 발표하기는 했지만 활용도가 매우 낮은 실험적인 기술일 뿐이다. 일반 그래픽 작업에서 그래픽카드는 별 도움이 되지 않는다. 일반적인 그래픽카드라면 보급형 그래픽카드면 충분하다. 그래픽 통합 메인보드도 나쁘지 않지만 저가형 통합 메인보드의 디스플레이 단자는 D-Sub뿐이고 신호 품질이 좋지 않아 그래픽 작업에 쓰기에는 어울리지 않는다.

생각 없이 구매하는 대기업 브랜드의 고성능 PC는 CPU에 견줘 형편없는 성능을 지닌 그래픽카드를 달아 다른 작업에서는 쌩쌩 잘도 돌아가다가 3D 게임만 하려면 PC방으로 가게 만든다. CPU는 30만 원 가까이 하는 것을 달면서 그래픽카드에는 1/3도 투자하지 않아서다. 일반적이 용도라면 나쁘지 않은 조합이지만 게임을 즐긴다면 상황이 달라진다.


엔비디아는 좋은 CPU 살 돈을 아껴 그래픽카드에 투자하라고 한다. 게이머가 아니라면 귀담아 들을 필요 없는 이야기다.

자기 식구만으로 최적화한 AMD
AMD는 최근 ‘비전’이라는 이름으로 또 다른 형태의 최적화 PC를 제안하고 있다. 결론은 결국 ‘우리 제품을 구입해라’라는 점에서 엔비디아와 인텔의 주장과 다를 바 없지만 AMD는 그래픽카드, 칩셋, CPU를 모두 제조하고 있는 만큼 다른 업체의 최적화 PC보다는 균형이 잘 맞는 편이다. AMD 비전은 보급형 CPU와 내장 그래픽, 고성능 쿼드코어와 최신 그래픽카드에 이르는 다양한 조합으로 구성되며, 제품의 구성품이나 제원보다 PC로 무엇을 하고자 하는지가 더 중요하다고 말한다.

최근 AMD는 비전을 토대로 추천 PC 견적을 내놓기도 했다. 전체적으로 CPU와 그래픽카드의 균형은 나쁘지 않은데 고성능 그래픽카드를 추천하고는 그래픽 통합 메인보드를 쓰라고 하는 등 어색한 점이 없지는 않다. 무엇보다 가장 빠른 CPU가 필요한 작업을 주로 한다고 말해도 ‘그럼 인텔 CPU를 구입하라’고 일러주지는 않는다는 점에서 매우 솔직하다고 볼 수는 없다. 그럼에도 인텔이나 엔비디아의 최적화 PC보다는 균형을 어느 정도 맞췄다는 점에서 참고할 만하다.




위) 자사의 최신 부품 위주로 추천을 하다 보니 고성능 그래픽카드와 통합 메인보드의 조합 같은 어색한 부분이 있다.
아래) AMD의 최적화 PC인 비전은 용도에 따라 비전, 프리미엄, 얼티밋 3가지로 구분한다.

내게 꼭 맞는 그래픽카드와 CPU 조합은?
그래픽카드에 얼마나 투자를 할 것인가? CPU와 그래픽카드의 균형은 어떻게 찾을 것인가? 해답을 찾으려면 먼저 내가 PC로 무엇을 하는지 정확하게 알고 있어야 한다. 예산을 따져 CPU와 그래픽카드에 투자할 비용을 조절하는 것도 중요한 부분이다. 그래도 어떻게 궁합을 맞춰야 하는지 모르겠다면 아래 차트의 질문을 깊이 고민하지 말고 생각나는 대로 따라가 보자.


 
최적화 A : 10만 원 미만의 CPU와 6만 원대의 그래픽 통합 메인보드면 떡을 치고도 남을 것이다.
최적화 B : 중급 이상의 쿼드코어 CPU와 5만 원대 보급형 그래픽카드 조합에 답이 있다.
최적화 C : 예산 15만 원 안팎. CPU와 그래픽카드에 2:1 비율로 투자.
최적화 D : CPU와 그래픽카드에 2:3 또는 1:2 비율로 투자하라.  두 부품의 합은 30~40만 원 정도가 적당.
최적화 E : 최적화 같은 고민은 서민들의 몫. 당신은 아무 PC 매장이나 들어가서 이렇게 말하면 된다. “여기서 가장 비싼 걸로 주세요.”

그래픽카드와 CPU 성능의 상관관계
그래픽카드와 CPU 사이에서 갈등하던 마음이 조금 편해졌는지 모르겠다. 그래도 답을 쉽게 찾지 못하겠다는 독자를 위해 두 부품의 조합별 게임 성능을 알아보기로 했다.

고성능의 쿼드코어와 보급형 듀얼코어 2가지 CPU와 5만 원대부터 50만 원대까지 4가지 그래픽카드를 조합해 두 부품의 관계를 알아봤다. 일반적인 작업은 온전히 CPU에 의해 결정되는 만큼 3D 게임에서 생기는 차이만 측정 대상으로 했다. 이 테스트로 최신 게임을 즐기려면 어느 정도 성능의 그래픽카드와 CPU가 필요한지, 보급형 CPU로는 고성능 그래픽카드의 성능을 어디까지 끌어낼 수 있는지 확실하게 알 수 있을 것이다.



※ 그래픽카드&CPU 조합별 성능 테스트를 위해 6개 부품으로 8가지 조합을 만들었다. 그래픽카드는 AMD의 표준 샘플을 이용했으며 오버클록은 일절하지 않았다. 메인보드는 아수스 M4A785TD-M EVO(AMD 785G)를 썼으며, 메모리는 DDR3 1GB 2개를 꽂았다.

3D마크 밴티지 기본 테스트
표준 테스트 툴이라 불리는 3D마크 밴티지로 기본 성능을 알아보았다. 시스템 전체 점수뿐 아니라 GPU와 CPU 점수를 구분해서 알려줘 두 부품의 성능이 어떤 관계에 있는지 좀 더 정확하게 알 수 있는 것도 장점이다.

아래 표를 보면 10만 원대 이하의 그래픽카드는 CPU에 상관없이 일정한 점수를 기록하고 있다. 하지만 라데온 HD 5750부터는 보급형 CPU에서 성능 하락이 조금 나타나고, HD 5870에서는 크게 두드러진다. 재미있는 것은 1280×1024화소에 특별한 화질 설정이 없는 퍼포먼스 세팅에서는 점수 차이가 크고, 1920×1200화소에 안티앨리어싱 등 복잡한 화질 옵션이 추가되는 익스트림 세팅에서는 점수 차이가 적다는 점이다. 그래픽카드가 라데온 HD 5870일 때 퍼포먼스 세팅에서는 1.5배에 이르던 점수 차이가 거의 비슷한 수준으로 떨어진다. 

이를 그래프로 나타내면 차이를 확실하게 알 수 있다. 다음 꺽은 선 그래프는 3D마크 밴티지의 전체 점수를 정리한 것인데, 퍼포먼스 설정은 CPU에 따라서 점수 차이가 크게 벌어지지만 익스트림 설정은 오차 범위 수준의 차이를 보일 뿐이다.
화질 옵션이 낮을 때는 CPU가 끼여들 여지가 크지만 반대로 고화질로 게임을 할 때는 CPU가 별다른 영향력을 행사하지 못한다는 뜻으로 이해해도 틀리지 않다. 다만 실제 게임이 아니라 3D 성능을 가늠하는 테스트 툴인 만큼 게임에서 고성능 CPU가 필요 없다는 결론을 내리는 것은 성급하다.


CPU와 그래픽카드 조합별 성능을 그래프로 정리했다.

3D마크 밴티지 기본 테스트

3D마크 밴티지의 익스트림과 퍼포먼스 표준 세팅 테스트 결과. 단위는 점수, 숫자가 클수록 성능이 좋다.

<스트리트 파이터 4> 성능 변화
단순해 보이는 그래픽이지만 생각보다 높은 시스템 성능을 요구하는 <스트리트 파이터 4>의 결과를 보자. 이번에도 라데온 HD 4670까지는 어떤 CPU에서도 일정한 성능을 보였다. 라데온 HD 5750과 HD 5870은 CPU에 따라 성능 차이가 발생했는데, 라데온 HD 5750에서 CPU에 따라 약 1/3에서 1/4 정도 격차가 벌어졌다. 그래픽카드를 라데온 HD 5870으로 바꾸고 화질과 해상도를 최대로 했을 때, 애슬론 II X2 240의 조합에서는 초당 88프레임을 기록했고, CPU를 페넘 II X4 955로 바꾸자 초당 217프레임을 찍었다. 기본 해상도에서도 정도의 차이가 있을 뿐 결과는 크게 다르지 않다.


스트리트 파이터 4의 테스트 결과. 단위는 초당 평균 프레임이고, 숫자가 클수록 성능이 좋다.

<콜 오브 듀티: 모던 워페어 2> 성능 변화
이번에는 지난 11월 출시되어 폭발적인 인기를 끌고 있는 FPS 게임의 테스트 결과다. 최적화가 잘 되어서 비교적 성능이 낮은 PC에서도 즐길 수 있는 게임이지만 개발자들의 고생해서 만든 그래픽 품질을 제대로 맛보려면 아무래도 성능 좋은 PC가 필요하다. 참고로 이런 형태의 FPS 게임은 최소 30프레임이 넘어야 게임을 즐기는 데 무리가 없고, 60프레임을 넘으면 민감한 사람도 차이를 구별하기 힘들다.

<모던 워페어 2>의 테스트 결과는 3D마크 밴티지의 결과와 무척 비슷하다. 기본 해상도에서는 CPU에 따른 성능 차이가 고성능 그래픽카드로 갈수록 커졌지만, 해상도와 화질을 높이자 차이가 큰 폭으로 줄어 게임을 할 때 CPU의 덕을 거의 볼 수 없었다.
또 라데온 HD 5750으로도 초당 80프레임에 가까운 부드러운 화면을 보여줘, 그래픽 품질이 아무리 뛰어난 게임이라도 최적화면 잘되어 있다면 라데온 HD 5870 같은 지나치게 값 비싼 그래픽카드가 필요치 않다는 것을 증명해 보이기도 했다.


오브 듀티: 모던 워페어 2의 테스트 결과. 단위는 초당 평균 프레임이고, 숫자가 클수록 성능이 좋다.

고화질 게임에서는 CPU 역할 축소
3가지 테스트로 그래픽카드와 CPU의 성능 관계를 알아보았다. 간혹 온라인 게임에서 한꺼번에 여러 계정을 돌리는 상황을 가정하고 그래픽카드보다는 CPU가 더욱 중요하다고 주장하는 이도 있지만 담배 연기 자욱한 지하실에서 아이템 공장을 운영할 게 아니라면, 게임을 돈벌이 수단으로 생각하는 것이 아니라면 신경 쓸 이야기는 아니다.

테스트 결과에서 알 수 있듯이 최신의 고성능 그래픽카드의 한계를 알아보려면 그에 걸맞은 CPU가 필요하다. 그 외에 일반적인 경우라면 보급형 CPU와 고성능 그래픽카드의 조합도 충분히 제 성능을 발휘했다. 고성능 그래픽카드는 보급형 CPU든 고급형 CPU든 가리지 않고 게임 성능을 향상시키는 데 큰 도움이 된다. 반대로 그래픽카드 성능이 좋지 못할 때는 아무리 좋은 CPU를 꽂아도 성능 향상이 전혀 이뤄지지 않았다. 쓰고 있는 PC에서 최신 게임이 잘 안 돌아가고, 투자할 예산은 빠듯하다면 CPU보다는 그래픽카드에 돈을 쓰는 것이 옳다는 뜻이다. 단, 이는 게임을 즐기는 독자에게 해당하는 이야기다. PC 게임과 거리가 멀다면 그래픽카드는 없어도 좋다.