[자료제공:엔비디아]
- 앨런 웨이크2, 사이버펑크 2077 비롯한 75종에 달하는 게임과 앱에서 출시와 동시에 지원
- 무차별적 렌더링 대비 프레임률 8배까지 높여 향상된 게이밍 경험 선사
AI 컴퓨팅 기술 분야의 선두주자인 엔비디아가 CES에서 지포스 RTX 50 시리즈 GPU(GeForce RTX 50 Series GPU)와 노트북용으로 개발된 멀티 프레임 생성(Multi Frame Generation) 기능을 탑재한 엔비디아(NVIDIA) DLSS 4를 발표했다. DLSS 4가 출시되면 75종에 달하는 게임과 앱에서 멀티 프레임 생성 기능이 지원될 예정이다.
엔비디아 DLSS는 지포스 RTX 텐서 코어(Tensor Core)로 구동되는 신경 렌더링 기술 제품군이다. 이는 700종이 넘는 게임과 앱에서 프레임률을 높이는 동시에 네이티브 해상도 렌더링에 필적하는 고품질의 선명한 이미지를 제공한다.
DLSS 멀티 프레임 생성은 기존 방식으로 렌더링된 프레임당 최대 3개의 프레임을 추가로 생성하며, DLSS 기술 제품군과 함께 작동해 기존의 무차별적 렌더링 대비 프레임률을 8배까지 높인다. 이처럼 엄청난 성능 향상을 이룩한 지포스 RTX 5090 GPU로 놀라운 수준의 4K 240 FPS 게임을 완벽한 레이 트레이싱과 함께 즐길 수 있다.
DLSS 4는 또한 자체 모델들을 대상으로 2020년 DLSS 2.0 출시 이후 최대 규모의 업그레이드를 진행한다. DLSS 레이 리컨스트럭션(Ray Reconstruction)과 DLSS 슈퍼 레졸루션(Super Resolution), DLAA는 그래픽 업계 최초로 '트랜스포머(transformer)'를 실시간 적용해 구동된다. 트랜스포머는 챗GPT(ChatGPT)와 플럭스(Flux), 제미나이(Gemini) 등의 선도적 AI 모델을 구동하는 고급 아키텍처다. DLSS 트랜스포머 모델은 주기 안정성 개선과 고스팅(Ghosting) 현상 감소, 모션의 디테일 강화로 이미지 품질을 향상한다.
엔비디아 앱의 사용자라면 지포스 RTX 50 시리즈의 출시에 맞춰 게임과 앱을 업그레이드하고 여러 확장 기능을 경험할 수 있다. 프레임 생성 기능을 제공하는 75종의 DLSS 게임과 앱은 지포스 RTX 50 시리즈 GPU에서 멀티 프레임 생성으로 업그레이드가 가능하다. 해당 게임들에서 프레임 생성이 지포스 RTX 50 시리즈와 지포스 40 시리즈 GPU용으로 업그레이드되면 성능은 좋아지고, VRAM 사용량은 감소한다. 또한 지포스 RTX GPU를 기반으로 레이 리컨스트럭션과 슈퍼 레졸루션, DLAA 기능을 가진 DLSS 게임들은 새 DLSS 트랜스포머 모델로 업그레이드할 수 있다.
DLSS 멀티 프레임 생성: 지포스 RTX 50 시리즈를 GPU 활용한 성능 향상
DLSS 3 프레임 생성의 AI 모델들은 모션 벡터나 뎁스 같은 게임 데이터와 지포스 RTX 40 시리즈 옵티컬 플로우 엑셀러레이터(Optical Flow Accelerator)의 광학 흐름 필드를 사용해 하나의 프레임을 추가로 생성한다. 프레임이 새로 생성될 때마다 옵티컬 플로우 엑셀러레이터와 AI 모델이 모두 필요하므로 다중 프레임 생성에는 비용이 많이 들었다. 또한, 성능 비용이 GPU에 부담을 줘 인풋 프레임률이 감소하는 결과로 이어졌다.
DLSS 4 멀티 프레임 생성은 다중의 블랙웰(Blackwell) 하드웨어와 DLSS 소프트웨어 혁신을 결합해 다중 프레임 생성을 실현한다.
엔비디아가 새롭게 선보이는 프레임 생성용 AI 모델은 40% 더 빠르고, VRAM 사용량은 30% 적으며, 렌더링된 프레임당 한 번씩만 실행해도 다중 프레임을 생성할 수 있다. 가령 '워해머 40,000: 다크타이드(Warhammer 40,000: Darktide)'에서는 해당 모델이 10% 빠른 프레임률을 제공하면서도 게임 최대 설정인 4K에서 메모리는 400MB 적게 사용했다. 또한 하드웨어의 광학 흐름을 아주 효과적인 AI 모델로 대체해 광학 흐름 필드의 생성 속도를 높였다. 이런 AI 모델들을 함께 사용하면 추가 프레임 생성에 드는 연산 비용을 크게 줄일 수 있다.
이러한 효율성에도 불구하고 GPU는 렌더링된 각 프레임에 대해 슈퍼 레졸루션과 레이 리컨스트럭션, 멀티 프레임 생성에 걸쳐 있는 AI 모델 5개 전부를 몇 밀리세컨드 내에 실행해야 한다. 그러지 않으면 DLSS 멀티 프레임 생성이 감속기로 작용할 수 있다. 이 문제의 해결을 위해 지포스 RTX 50 시리즈 GPU에는 최대 2.5배 많은 AI 처리 성능을 갖춘 5세대 텐서 코어가 포함됐다.
새롭게 생성된 프레임들은 일단 속도를 균일하게 유지하면서 사용자에게 매끄러운 경험을 제공한다. DLSS 3 프레임 생성이 사용했던 CPU 기반 프레임 페이싱(pacing)은 추가로 만들어지는 프레임에 맞출 수 있게 가변적이었다. 그 결과 각 프레임 사이의 프레임 페이싱에 일관성이 떨어지면서 매끄러운 구현을 저해하는 요인이 됐다.
다중 프레임 생성의 복잡성을 해소하기 위해 블랙웰은 하드웨어 플립 미터링(Flip Metering)을 사용한다. 이를 통해 프레임 페이싱의 로직을 디스플레이 엔진으로 전환함으로써 GPU가 디스플레이 타이밍을 보다 정밀하게 관리할 수 있게 한다. 또한 블랙웰 디스플레이 엔진은 픽셀 프로세싱 기능을 두 배로 향상시켜 DLSS 4를 사용하는 하드웨어 플립 미터링의 해상도와 재생률을 높인다.
엔비디아의 혁신적인 하드웨어와 소프트웨어 제품이 한데 어우러진 결과, DLSS 4는 16픽셀 중 15픽셀을 훌륭하고 매끄러운 품질의 이미지로, 레이턴시는 더 낮게 생성할 수 있게 됐다. 게임과 앱의 경우, 멀티 프레임 생성과 레이 리컨스트럭션, 슈퍼 레졸루션 기능을 갖춘 DLSS 4는 무차별적 렌더링에 비해 프레임률을 8배까지 개선한다. 또한, 프레임 생성에서 멀티 프레임 생성으로 업그레이드할 시 프레임률이 1.7배 더 높아진다.
새 트랜스포머 모델: 지포스 RTX 게이머를 위한 이미지 품질 개선
DLSS 4는 업계 최초로 트랜스포머 기반 모델을 실시간으로 사용해 DLSS 레이 리컨스트럭션과 DLSS 슈퍼 레졸루션, DLAA의 주요 아키텍처 업그레이드를 제공한다.
기존의 DLSS는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Networks, CNN)으로 새 픽셀들을 생성했다. 로컬화된 컨텍스트를 분석하고 연속되는 프레임에서 로컬 영역에 생긴 변화를 추적하는 방식이었다. 6년간의 지속적인 개선 끝에 DLSS CNN 아키텍처의 예상 한계에 도달했다.
엔비디아가 새롭게 내놓는 DLSS 트랜스포머 모델은 비전 트랜스포머로 셀프 어텐션 수행을 지원하고, 이를 통해 전체적인 프레임과 다중 프레임 전반에서 각 픽셀의 상대적 중요도를 평가한다. CNN 모델의 파라미터를 2배로 사용해 장면을 더 깊이 이해하는 트랜스포머 모델은 안전성이 높고 고스팅은 적으며, 디테일이 풍부하고 오브젝트의 가장자리가 더 부드럽게 표현되는 픽셀을 생성한다.
레이 트레이싱이 집약되는 콘텐츠에서 레이 리컨스트럭션용 새 트랜스포머 모델은 특히나 빛 조건이 까다로운 장면들의 이미지 품질을 크게 개선한다. 예를 들어 '앨런 웨이크2(Alan Wake 2)'에서는 고도로 세밀하게 표현된 철책에서 안정성이 증가하고, 팬 날개의 고스팅이 감소하며, 전선에서 빛이 일렁이는 현상이 제거돼 3인칭 시점 게임의 플레이어 몰입도가 높아진다.
슈퍼 레졸루션용 트랜스포머 모델 역시 여러 유망한 결과를 보여줬으며, 정식 출시 전에 베타 버전을 공개해 사용자들이 개선점을 탐색하고 피드백을 제공하도록 할 예정이다. 이 모델은 주기 안정성 향상, 고스팅 감소, 모션의 디테일 강화를 입증한 바 있다.
이 트랜스포머 모델 아키텍처는 지난 6년 동안 CNN 아키텍처가 그랬듯 이미지 품질 개선을 계속할 수 있는 다년간의 여유를 제공할 것이다.
멀티 프레임 생성을 출시와 동시에 누리게 될 75종의 게임과 앱
멀티 프레임 생성과 새 트랜스포머 모델은 모두 기존의 DLSS 프로그램과 호환되도록 설계됐다. 지포스 RTX 50 시리즈 그래픽 카드가 출시되면 지포스 RTX 50 시리즈 게이머는 75종의 게임과 앱에서 DLSS 멀티 프레임 생성으로 성능을 높일 수 있다. 또한, 모든 지포스 RTX 사용자는 50종이 넘는 게임과 앱에서 새 트랜스포머 기반 DLSS 레이 리컨트럭션과 DLSS 슈퍼 레졸루션, DLAA를 경험하게 될 것이다.
지포스 RTX 50 시리즈 GPU가 출시되면 '앨런 웨이크2'와 '사이버펑크 2077(Cyberpunk 2077)', '인디아나 존스: 그레이트 서클(Indiana Jones and the Great Circle)', '스타워즈 아웃로(Star Wars Outlaws)'는 DLSS 멀티 프레임 생성이 게임 내 기본 기능으로 지원되도록 업데이트된다. '검은 신화: 오공(Black Myth: Wukong)'과 '나라카 블레이드포인트(NARAKA: BLADEPOINT)', '마블 라이벌즈(Marvel Rivals)', '마이크로소프트 플라이트 시뮬레이터 2024(Microsoft Flight Simulator 2024)' 또한 가까운 시일 내에 업데이트될 예정이다. '블랙 스테이트(Black State)', '둠: 다크 에이지(Black State, DOOM: The Dark ages)'와 '듄: 어웨이크닝(Dune: Awakening)' 모두 DLSS 멀티 프레임 생성 기능을 가지고 출시된다.
최신 DLSS 모델과 기능으로 아직 업데이트하지 않은 여러 게임의 경우, 엔비디아 앱이 새로운 DLSS 오버라이드(Override) 기능을 통해 지원할 예정이다. 지포스 RTX 50 시리즈 GPU 출시에 맞춰 지포스 게임 레디 드라이버(Game Ready Driver)를 새로 설치하고 엔비디아 앱의 최신 업데이트를 진행하면 '그래픽 > 프로그램 설정' 화면의 '드라이버 설정' 밑에 다음과 같은 형태의 DLSS 오버라이드 옵션이 나타난다.
* 프레임 생성을 위한 DLSS 오버라이드 - 게임 내 프레임 생성이 켜져 있을 때 지포스 RTX 50 시리즈 사용자의 멀티 프레임 생성을 활성화한다.
* 모델 프리셋(Model Presets)을 위한 DLSS 오버라이드 - 게임 내 DLSS가 켜져 있을 때 지포스 RTX 50 시리즈와 RTX 40 시리즈 사용자의 최신 프레임 생성 모델, 모든 지포스 RTX 50 사용자의 슈퍼 레졸루션과 레이 리컨스트럭션용 트랜스포머 모델을 활성화한다.
* 슈퍼 레졸루션을 위한 DLSS 오버라이드 - 게임 내 슈퍼 레졸루션이 켜져 있을 때 DLSS 슈퍼 레졸루션용 내부 렌더링 해상도를 설정함으로써 DLAA나 울트라 퍼포먼스(Ultra Performance) 모드를 활성화한다.
게임의 업그레이드와 기능 확장은 엔비디아 앱에서 클릭 몇 번이면 가능하다.
더 많은 게임에서 새 모델들의 테스트가 완료되는 대로 엔비디아 앱 DLSS 오버라이드의 게임 지원이 확대될 예정이다.
발전을 거듭한 엔비디아 DLSS 4
엔비디아 DLSS는 발전을 거듭하는 AI 기술, 성능 강화, 이미지 품질 개선, 레이 트레이싱된 그래픽의 향상을 통해 게임 분야를 혁신했으며, 이 같은 변화는 2018년 엔비디아가 RTX와 DLSS를 처음 출시하면서 상상했던 것 이상의 결과다.
DLSS 4와 지포스 RTX 50 시리즈 GPU가 함께 출시되면서 지포스 RTX가 탑재된 데스크톱과 노트북을 사용하는 게이머들은 관련 업그레이드를 진행하고 게임과 앱을 더욱 훌륭히 개선할 수 있게 될 전망이다.