수직동기화와 지싱크 알아보기
모니터 관련해서 찾아보면 자주볼 수 있는 말중에서
수직동기화(V-Sync)와 지싱크 G-Sync가 있다.
이번글에서는 이 둘에 대해서
알아보도록 하자!
모니터 주사율 vs 그래픽카드
모니터에는 주사율이라는 말이 있다. 60Hz 120Hz 144Hz 등등 다양한 숫자가 있는데 이건 1초에 몇개의 화면을 보여줄건지를 의미한다. 예를 들어 120Hz라면 1초에 120개의 화면(프레임)을 모니터에 띄운다는 뜻이다. 당연히 주사율이 높을수록 더 부드러운 화면이 된다. (핸드북 애니메이션을 생각해보면 이해하기 쉬움!)
그럼 이 모니터에 띄울 화면은 누가 만드느냐. 그것이 바로 그래픽 카드이다. 그래픽카드가 없는 컴퓨터의 경우 본체에 내장된 내장그래픽카드에서 이 역할을 수행한다. 그래픽카드가 화면상의 복잡한 움직임을 구현하기 위해 각 화소의 색과 밝기를 계산하여 화면을 만들어내면 이것이 ad보드를 거쳐 모니터에 송출되는 셈이다.
즉 그래픽카드는 모니터에 띄울 화면을 만들어주는 역할, 모니터는 이것을 받아서 보여주는 역할이다.
모니터에서 120Hz로 영상을 송출하려면 그래픽 카드에서 초당 120개 이상의 화면을 만들어 낼 수 있어야 하고, 반대로 그래픽카드가 초당 아무리 많은 프레임을 만들어내도 모니터가 60Hz 라면 60프레임 이상은 구현이 불가능하다.
모니터와 그래픽카드의 타이밍오차 : 맞지 않는 싱크
위에서 얘기한 것을 토대로 지싱크의 역할과 원리를 이해할 수 있다.
일반적인 모니터는 아래 사진과 같이 고정된 주사율을 가지고 있다. 예를들어 60Hz 모니터라면 아래 사진과 같이 1초에 60번 새로고침이 이루어진다고 이해하면 편하다.
그에반면 그래픽카드는 프레임을 찍어내는 렌더링 속도가 그때그때 다르다. 복잡한 화면을 구현하는 경우 데이터 처리량이 많아 프레임이 떨어지는 반면 상대적으로 데이터 처리가 적을 때는 비교적 프레임이 올라간다.
이런 상태에서 그래픽카드가 모니터에 신호를 보낸다면?? 아래 사진과 같이 타이밍이 맞지않아, 다른말로 싱크가 맞지 않게된다. 그래픽카드에서 충분히 많은 데이터를 최신화해서 보내주면 모니터의 새로고침 주기마다 새로운 화면이 나오지만 그래픽카드의 프레임이 떨어지는 경우 모니터가 새로고침 되어도 새로 송출할 화면이 없어 이전의 화면이 중복 송출된다.
바로 이런 이유때문에 순간적으로 화면이 부분적으로 잘려 보이는 현상인 테어링(Tearing)이 발생한다.
위에 움짤이 바로 테어링현상. 다들 한번씩은 봤을 것이다.
테어링을 막아주는 수직동기화 V - Sync
이런 테어링을 막아주는 기술로 수직동기화가 나왔다.
수직동기화는 본체쪽에서 모니터 프레임과 충돌이 일어나지 않도록 처음부터 화면 프레임을 고정해서 만드는 방식이다. 통상 60프레임으로 고정을 하는데, 그래픽카드의 부하여부에 상관없이 고정적인 프레임을 출력해야하므로 비교적 낮은 프레임으로 설정이 된다.
이런 수직동기화는 강제적으로 출력을 일정하게 맞추어 테어링을 없앨 수 있다는 장점이 있지만, 낮은 프레임으로 설정하기 때문에 그래픽카드의 제 성능을 온전히 활용할 수 없고, Stuttering 이라는 미세한 끊김 현상도 발생한다.
모든것을 해결할 기술 : 지싱크 G-Sync
이러한 수직동기화의 문제점조차 보완할 수 있는 기술이 바로 지싱크이다. 지싱크는 그래픽카드의 변하는 프레임에 맞추어 모니터의 송출 프레임도 가변적으로 바꾸는 기술이다. 아래 사진처럼 그래픽 카드의 출력에 맞게 모니터의 출력 프레임을 맞추워 싱크를 맞추는 것이다.
이렇게 하면 테어링현상을 잡을 수 있고, 그래픽카드를 기준으로 모니터가 맞추는 것이기 때문에 그래픽카드의 성능을 온전히 다 활용할 수 있다.
참고로 엔비디아에서 개발한 지싱크의 경우 모니터에 이 역할을 담당하는 전용 모듈(부품)이 달려 있는 것이 특징이다. 이 부품 하나 달렸다고 모니터 가격이 우주 끝까지 치솟는다... 때문에 이러한 단점을 보완해 소프트웨어로 해당 기능을 수행하는 보급형 기술들이 존재한다.
지싱크의 종류 : 짭싱크 너는 누구냐
1. NVIDIA G-Sync : 엔비디아에서 만든 정식 지싱크. 모니터에 모듈이 달려있다.
2. NVIDIA G-Sync Ultimate : 엔비디아 지싱크의 하이엔드 버전. 매우 굉장히 아주 비쌈.
3. NVIDIA G-Sync 호환 : 엔비디아 지싱크가 아닌 소프트웨어 싱크이지만 엔비디아에서 성능을 인증한 것.
4. VESA Adaptive Sync : 소프트웨어로 처리한 지싱크 버전. 엔비디아 지싱크 대비 성능이 떨어진다.
5. AMD FreeSync : 어댑티브 싱크와 유사.
핵심은 엔비디아의 정식 지싱크 모니터에만 전용 모듈이 달려있고, 다른 것은 모두 소프트웨어로 처리해 지싱크 역할을 수행한다. 소프트웨어로 처리하는 경우 전용모듈이 있는 지싱크에 비해 성능이 떨어지지만 가격이 훨씬 저렴하다. 참고로 엔비디아 정식 지싱크는 너무 비싸기 때문에 호환이나 어댑티브 싱크 모니터를 많이 사용하는데 이것을 짭싱크라고도 한다.
+엔비디아 지싱크 모듈의 경우 추가로 가변오버드라이브 기능을 지원하는데, 이건 화면의 잔상을 제거하는 오버드라이브 기능의 단점인 역잔상 문제를 해결한 매우 어마무시한!! 기술이다. 요건 다음에 다른글에서 한번 더 다룰 예정.
+지싱크 원리 풀영상은 아래 참고!!
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