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글 | DP 컨텐츠팀 (contents@dvdprime.com)

과거 PC용 그래픽카드가 그저 모니터에 영상을 표시해주는 역할을 하던 때와 달리 화려한 효과의 3D 게임과 DVD라는 매체가 등장하면서 CPU 만큼이나 빠른 처리 속도와 높은 품질의 동영상 재생 능력이 필수적인 요건으로 강조되고 있습니다. 전 세계 대표적인 그래픽카드 제조사인 nVidia와 ATI는 이러한 소비자들의 욕구에 부합하는 기능을 제공하기 위해 빠른 3D 처리능력과는 별개로 동영상 재생기능을 향상시킨 제품을 속속 개발해오고 있으며 이러한 개발과정은 현재진행형이라고 할 수 있습니다.

초창기 DVD 시장만 하더라도 nVidia의 제품보다 ATI 제품이 동영상 재생 능력이 탁월하여 HTPC가 등장하던 지난 2000년을 전후하여 그 인기가 급상승했습니다. 뒤늦게 nVidia 역시 동영상 재생능력을 보강한 Puer Video를 자사의 그래픽 칩셋에 적용하기 시작했으며 이번에 새롭게 발표한 Geforce 8500/8600는 차세대 DVD가 사용하는 영상 압축 코덱인 H.264(MPEG4/AVC)에 완벽하게 대응하는 2세대 Pure Video HD를 탑재하고 있습니다.

H.264(AVC)는 1080P의 고화질 영상을 화질의 열화없이 높은 압축율을 구현함으로써 많은 주목을 받고 있습니다. 기존의 MPEG2는 점점 'DVD 시대를 풍미한 구세대의 유물'로 인식이 바뀌어가는 중입니다. 다만 H.264로 인코딩된 영상을 디코딩하기 위해서는 높은 CPU 파워가 필수적이서 최근 출시되는 PC에 탑재된 코어2듀오(Core2Duo) 프로세서 조차도 '쾌적하다'고 말하기 어려울 정도로 CPU에 많은 부하를 주고 있습니다. 2세대 Pure Video HD는 이러한 CPU 부하를 줄이고 복잡한 동영상 디코딩 프로세스를 GPU가 독립적으로 처리함으로써 2년 전 발매된 일반적인 펜티엄4, 즉 싱글 코어 CPU 시스템에서도 블루레이나 HD-DVD의 영상을 쾌적하게 재생할 수 있도록 도와줍니다. Pure Video HD는 GPU내의 VP(Video Processing)가 동영상에 관련된 기능을 수행하며 nVidia가 최근 발표한 Geforce 8500/8600 시리즈에는 2세대 Pure Video HD가 탑재되어 있습니다.

차세대 DVD인 Blu-ray와 HD-DVD에는 H.264나 마이크로소프트 VC-1으로 인코딩된 타이틀이 점차 증가하고 있는 추세입니다. 그러나 H.264와 VC-1은 높은 압축율에도 불구하고 뛰어난 화질을 제공하지만 재생하는 과정에서 동영상 가속 프로세스의 일정 부분을 CPU가 담당하기 때문에 싱글 코어 CPU보다는 연산 효율이 높은 듀얼 코어 CPU가 필수적이'었'습니다. 물론 CPU 뿐만 아니라 그래픽카드에서도 하드웨어 가속을 해주어야 제대로 된 감상이 가능합니다.

nVidia는 H.264 하드웨어 가속기능을 이미 Geforce 7 시리즈부터 제공하고 있었지만 여전히 CPU에서 많은 프로세스를 부담하고 있었기 때문에 Pure Video HD 기능을 지원하지 않는 그래픽카드와 비교했을 시 처리 속도는 상당히 향상되었지만 과도한 CPU 점유율 문제는 지속적인 개선이 요구되었습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 nVidia는 GeForce 8500/8600 시리즈를 출시하면서 기존의 Pure Video HD를 업그레이드 한 2세대 엔진을 통해 CPU에서 많은 부담을 떠안고 처리하던 동영상 디코딩 프로세스를 GPU가 분담하여 처리함으로써 획기적인 CPU 점유율 저하를 실현했습니다.

새롭게 업그레이드 된 2세대 Pure Video HD 엔진은 H.264로 인코딩 된 Blu-ray와 HD-DVD를 재생할 때 CPU의 부담을 현저하게 줄여줄 뿐만 아니라 AV 기기에 들어가는 고급 비디오 프로세서와 비교해도 부족함이 없는 우수한 품질까지 제공하고 있습니다.

nVidia Geforce 시리즈의 GPU 구조

2세대 Pure Video HD의 가장 큰 변화라면 기존 Geforce 7시리즈에서 사용되던 가속엔진 VP1이 Geforce 8500/8600에 와서 VP2로 업그레이드 되었을 뿐만 아니라, H.264 재생 효율성 향상을 가져온 핵심 기술인 BSP 엔진과 발전된 암호화 기술인 AES 128 엔진이 추가되었습니다. 무슨 말인지 잘 모르시는 분이 대부분이겠습니다만 2세대 Pure Video HD에서 업그레이드 된 세 개의 핵심 엔진이 각각 담당하고 있는 기능은 아래 표와 같습니다.

업그레이드 된 부분	특 징
VP2	- 더욱 강력해진 비디오 프로세서 - CPU에 부하를 주지 않는 MPEG2 IDCT 코어, - MPEG-2, H.264 가속기능 (Motion compensation, Deblocking) - 하나의 칩셋에서 PIP 모드를 통해 두 번째 비디오 스트림을 가속 - 최대 40Mbps 비트레이트까지 가속기능 지원(MPEG2, H.264)
BSP 엔진	- Bit Stream Processor 지원 - H.264 하드웨어 가속 중 CPU에서 처리하던 부분을 GPU에서 처리 - H.264 CABAC (가변 길이 부호화, Context Adaptive Binary Arithmetic Coding), CAVLC (산술 부호화, Context Adaptive Variable Length Coding)를 가속 기능 - BSP를 통해 CABAC 같은 복잡한 연산의 경우 CPU의 점유율 증가 및 소비전력 낭비의 문제를 개선
AES 128 엔진	- AES 128 암호화 엔진 지원 - 하드웨어 장치를 이용한 해킹을 방지할 수 있는 하드웨어 암호화 기술 - Windows Vista에서 지원하는 Protected Video Path User-Accessible Bus (PVP-UAB : 고해상도 디스크로 부터 재생되는 정보를 암호화하여 중간에 캡처 카드 등을 통한 하이재킹을 원천 봉쇄하는 기술)를 지원하여 저작권이 있는 Blu-ray, HD-DVD 등의 HD 타이틀을 보호

2세대 Pure Video HD의 업그레이드된 부분

아래의 그림은 H.264를 디코딩하는 과정을 보여주고 있는데 Pure Video HD가 적용되지 않았을 경우와 1세대 Pure Video HD를 탑재한 Geforce 7과 8800 시리즈, 2세대 Pure Video HD가 탑재된 Geforce 8500/8600을 사용했을 때 CPU 점유율을 보여주고 있습니다. 그림에서 볼 수 있듯이 BSP 엔진을 내장한 2세대 Pure Video HD를 탑재한 Geforce 8500/8600 시리즈가 가장 낮은 CPU 점유율을 나타내고 있음을 볼 수 있는데 이는 BSP 엔진을 내장한 2세대 Pure Video HD의 경우 H.264 디코딩 과정에서 CPU가 처리했던 CABAC, CAVLC 과정을 모두 GPU에서 처리하기 때문입니다. 이것은 H.264를 디코딩 하는 4단계의 과정 중 2단계만 처리하는 전 세대의 Pure Video HD 엔진에 비해 2세대 Pure Video HD 엔진은 절반 이하로 낮아진 CPU 점유율을 보여주며 상당한 성능 개선이 이루어 졌음을 알 수 있습니다.

Pure Video HD 버전에 따른 H.264 디코딩 시 CPU 점유율

아래의 그래프는 H.264 디코딩 과정에서 CPU, 1세대 Pure Video HD, 2세대 Pure Video HD를 사용했을 때 CPU 점유율을 보여주는 자료로 nVidia에서 제공한 것입니다. 그래프에서 볼 수 있듯이 2세대 Pure Video HD를 탑재한 Geforce 8600GT가 1세대 Pure Video HD를 탑재한 Geforce 7600GT나 CPU 파워만으로 디코딩 하는 경우에 비해 현저하게 낮은 점유율을 보여주고 있음을 볼 수 있습니다. 이러한 낮은 CPU 점유율은 전력 소비를 줄여주어 노트북 등에서 사용할 경우 배터리 사용량을 증가시켜주며 낮은 CPU 온도를 통해 시스템 노이즈도 줄일 수 있다는 부수적인 잇점도 갖게 됩니다. 따라서 Blu-ray나 HD-DVD의 원활한 재생을 위해서는 2세대 Pure Video HD가 탑재된 Geforce 8500, 8600 시리즈를 사용하는 것이 좋은 선택이 될 것입니다.

H.264 디코딩 시 CPU 가속, 1세대 Pure Video HD, 2세대 Pure Video HD의 CPU 점유율 비교

아래 그래프는 H.264 디코딩에 싱글코어 CPU(프레스캇 3.0GHz)를 사용했을 경우 CPU, ATI Radeon 1950Pro, Geforce 8500GT의 CPU 점유율을 보여줍니다. 그래프에서 보여지는대로 싱글코어 CPU를 사용할 경우 CPU만으로 디코딩하거나 2세대 Pure Video HD가 지원하는 BSP 등을 지원하지 않는 ATI 그래픽 카드의 경우 모두 100%의 CPU 점유율을 보여주어 프레임 드롭 등으로 정상적인 재생이 불가능하다는 것을 볼 수 있습니다. 하지만 2세대 Pure Video HD를 지원하는 Geforce 8500GT의 경우 싱글코에 CPU에서도 30% 전후의 CPU 점유율을 보여주며 프레임 다운이 전혀 없는 매우 쾌적한 감상이 가능하다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 부분은 싱글코어 CPU나 혹은 더 낮은 클럭의 CPU를 사용하더라도 2세대 Pure Video HD 엔진이 탑재된 그래픽 카드를 장착함으로써 H.264 같은 고효율 압축 코덱이 사용된 차세대 DVD를 원활하게 감상할 수 있다는 결론을 얻을 수 있습니다.

싱글코어 CPU에서 H.264 디코딩 시 CPU, ATI Radeon X1950Pro, nVidia Geforce 8500GT의 CPU 점유율 비교

따라서 2세대 Pure Video HD가 탑재된 그래픽카드를 사용할 경우 아래의 그림에서 보는 것과 같이 차세대 DVD 재생에 대응하는 HTPC를 1,000달러 이하로 마련할 수 있게 됩니다. H.264로 인코딩 된 차세대 DVD용 코덱을 디코딩 하기 위해서 굳이 빠르고 비싼 CPU가 필요치 않으며 메인스트림급으로 출시된 Geforce 8500/8600 시리즈의 가격도 10만원대로 저렴한 편이기 때문에 이제 남은 것은 보다 저렴한 Blu-ray, HD-DVD 드라이브의 보급문제만 남아있습니다. 올 하반기면 HD-DVD에 비해 가격이 다소 높은 Blu-ray 드라이브도 마이크로소프트의 Xbox 360용 HD-DVD 플레이어 수준으로 떨어질 전망이 나오고 있어 차세대 DVD 재생을 위한 HTPC의 구축도 머지 않았음을 알 수 있습니다.

2세대 Pure Video HD가 탑재된 그래픽카드를 사용하면 1,000달러 이하로 시스템을 구축할 수 있습니다

그렇다면 2세대 Pure Video HD를 통한 화질은 어느정도 수준일까요? DVD 시장 초기에는 저렴한 비용으로 프로그레시브 스캔을 지원하는 HTPC를 많이 사용했으며 중급형 DVD 플레이어 이상의 화질을 보여주어 아직까지도 HTPC 사용자가 많습니다. 그렇다면 이러한 HTPC의 장점이 차세대 DVD에도 영향을 줄 수 있을까요? 결론부터 이야기 하자면 '그렇다'입니다.

차세대 DVD 시장 역시 DVD 시장 초창기와도 매우 흡사하게 진행되고 있습니다. 지금까지 출시된 블루레이 플레이어나 HD-DVD 플레이어의 경우 아직까지 1080P의 수준에 부합하는 만족스러운 화질과 성능을 보여주는 제품이 없기 때문입니다. 하지만 DVD 시장과 달리 아직까지 Blu-ray 드라이브의 가격은 매우 높은 편이어서 선뜻 차세대 DVD에 대응하는 HTPC를 구축하기에 어려움이 많습니다.

2세대 Pure Vide HD에서 보여주는 영상 퀄리티는 적어도 지금까지 출시된 차세대 DVD 플레이어보다 훌륭한 수준이라고 할 수 있습니다. Pure Video HD를 지원하는 그래픽카드 역시 일반적인 DVD 플레이어 혹은 차세대 DVD 플레이어와 마찬가지로 이미지 프로세싱 과정을 거치게 되는데 GPU에 내장된 비디오 프로세싱 능력만으로도 중급기 이상 혹은 플래그십 플레이어에 준하는 영상 퀄리티를 보여줍니다.

Pure Video HD의 영상 처리과정

아래 이미지들은 Pure Video HD가 적용된 화면(좌측)과 적용되지 않은 화면(우측)을 비교하여 보여주고 있습니다. 이러한 일련의 프로세싱 과정은 DVD 플레이어에서 흔히 볼 수 있었던 파루자의 DCDi, 실리콘 옵틱스의 HQV, 지넘의 VXP 등의 비디오 프로세서의 처리과정과 흡사합니다.

Pure Video HD의 디인터레이싱

Pure Video HD의 노이즈 억제능력

Pure Video HD의 이미지 선예도 향상

Pure Video HD의 비디오 신호 변환

nVidia는 이러한 이미지 프로세싱 능력을 객관적으로 검증하기 위해 실리콘 옵틱스에서 발매하고 있는 'HQV Benchmark DVD'를 통해 수치화하고 있습니다. 아래 스코어에서 볼 수 있듯이 동영상 재생에는 ATI 그래픽카드가 최고라는 말은 옛말이 되어 버렸음을 실감할 수 있습니다. 물론 15점의 스코어 차이를 마치 2배 이상 차이나는 것처럼 보이는 그래프는 문제가 있어 보이지만 동영상 재생 능력도 nVidia가 앞서 있음은 단적으로 확인할 수 있을 것입니댜.

HQV Benchmark DVD 결과. Geforce 8600 vs Radeon X1950

nVidia의 Geforce 8 시리즈의 Pure Video HD 지원사항과 코어, 메모리 클럭, 가격대는 아래의 표와 같습니다. nVidia는 Geforce 8500, 8600 시리즈를 메인스트림 시장에 Geforce 8800 시리즈는 하드코어 게임 유저 시장을 타깃으로 삼고 있습니다. Geforce 8800 시리즈는 상위기종임에도 불구하고 1세대 Pure Video HD가 탑재된 이유에 대해서는 8800 개발당시에는 Pure Video HD가 완성되지 못해 탑재하지 못했으며 얼마전 출시한 Geforce 8800 Ultra의 경우에도 내부설계가 기존 8800 시리즈와 같아 Pure Video HD를 탑재하지 않았다고 합니다. 물론 최상위 시리즈인 Goforce 8800 시리즈에는 1세대 Pure Video HD가 탑재되어 있지만 8800 시리즈를 사용자들이 대부분 고클럭, 고성능 CPU를 사용하고 있기 때문에 1세대 Pure Video HD만으로도 충분한 재생능력을 보장합니다. 따라서 강력한 3D 처리능력보다는 H.264 같은 차세대 영상 재생이 필요한 소비자는 현재로서는 가격대 성능비가 최고라고 할 수 있는 Geforce 8500, 8600 시리즈를 선택하는 것이 좋습니다.

Geforce 8 시리즈의 Pure Video HD 지원과 성능비교표

2세대 Pure Vide HD를 지원하는 Geforce 8500, 8600 시리즈는 기본적으로 HDMI 출력을 지원하고 있습니다. 하지만 그래픽카드 제조사들에 따라 HDMI 단자의 탑재여부는 달라지기 때문에 HDMI 출력을 원한다면 HDMI 단자를 탑재한 제조사의 제품을 구입하면 됩니다. HDMI를 기본적으로 지원하기 때문에 HDCP 지원에 대한 걱정도 없어졌습니다. Geforce 8500, 8600 시리즈에서 지원하는 HDMI는 1080P 출력에 대응하는 1.1이며 향후 xvYCC 등의 색공간을 제공하는 모니터 등이 출시되면 이 부분은 다음 시리즈에서 지원할 듯 보입니다.

Geforce 8500, 8600 시리즈는 HDMI를 기본적으로 지원합니다

HDCP를 지원 모니터

차세대 DVD 재생을 위한 HTPC의 구축은 높은 Blu-ray, HD-DVD 드라이브 가격으로 인해 아직은 시기상조라고 할 수 있지만 nVidia가 보여준 2세대 Pure Video HD는 분명 획기적인 기술이라고 할 수 있을 것입니다. 쉽게 말해서 블루레이와 HD-DVD 재생에 있어 '코어2듀오' 같은 듀얼 코어의 CPU가 필수적인 요구사항이라는 기존의 관념을 폐기시키는 혁신적인 이정표라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 게다가 차세대 DVD 드라이브 가격이 생각보다 빠른 속도로 하락세를 보이고 있기 때문에 올 겨울 즈음엔 -이전보다 그 문턱이 한결 낮아진- 얼리어답터 시장을 시작으로 본격적인 HD 미디어급의 HTPC 구축이 활기를 띄게 될 것으로 보입니다.

아직은 기반 여건이 좋지 않아 당장에 2세대 Pure Video HD 기술을 적극적으로 활용할 수는 없지만 전용 디코딩 보드가 필요없이 저렴한 가격의 그래픽카드만으로도 보다 고차원의 동영상 플레이백 환경을 지원해주는 Geforce 8500, 8600 시리즈는 게임보다는 고화질의 HD 미디어를 보다 저렴한 가격의 시스템으로 감상하길 원하는 DP 가족들에게 매우 환영받을 만한 제품입니다. nVidia의 2세대 Pure Video HD 발표가 지난 과거와 달리 최근들어 다소 맥빠진 행보를 보여주고 있는 ATI의 AVIVO 기술에 뼈아픈 자극제가 되어 ATI 유저들을 위한 발전된 기술이 등장하기를 기대해 봅니다.

※ 다음 주에는 2세대 Pure Video HD 기술이 적용된 nVidia의 레퍼런스 시스템을 통해 실제 성능이 어느 정도인지 소개할 예정입니다. 기대해주세요!

2007.5.4 | DP 컨텐츠팀(contents@dvdprime.com)