고사양 그래픽카드, PCIe 대역폭 부족이 발목 잡나?

고사양 그래픽카드, PCIe 대역폭 부족이 발목 잡나? 최신 GPU 성능과 PCIe 규격의 관계 파헤치기!

혹시 컴퓨터 조립이나 업그레이드할 때 'PCIe'라는 단어 많이 들어보셨나요? 그래픽카드와 메인보드를 연결하는 중요한 통로인데, 이 PCIe의 대역폭이 그래픽카드 성능에 얼마나 영향을 미칠지는 아리송할 때가 많죠. 특히 최신 고사양 그래픽카드를 사용하는 분들이라면 더욱 궁금하실 텐데요. 오늘 이 궁금증을 풀어줄 흥미로운 연구 결과와 함께, 여러분의 시스템을 더욱 현명하게 구성하는 방법에 대해 이야기해 볼까 합니다.

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PCIe 대역폭, 무엇이고 왜 중요할까요?

그래픽카드(GPU)는 복잡하고 엄청난 양의 데이터를 빠르게 처리해야 합니다. 이때 CPU나 시스템 메모리, 그리고 고속 저장 장치인 NVMe SSD 등과의 원활한 통신이 필수적인데요. 이 모든 데이터를 효율적으로 주고받게 하는 통신 통로 역할을 하는 것이 바로 PCIe(PCI Express)입니다. 이 PCIe의 버전(예: 3.0, 4.0, 5.0)과 레인 수(x16, x8, x4)에 따라 데이터가 오가는 속도, 즉 '대역폭'이 결정되죠. 숫자가 높고 레인 수가 많을수록 더 많은 데이터를 동시에 전송할 수 있습니다.

 

한 컴퓨터 맞춤 제작 전문 업체에서 진행한 최신 연구에 따르면, PCIe 대역폭이 부족할 경우 하이엔드 그래픽카드의 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다고 합니다. 특히 고해상도 게임뿐만 아니라 영상 렌더링이나 게임 개발 같은 전문 콘텐츠 제작 작업에서 성능 저하가 뚜렷하게 나타났다고 해요. 메인보드가 최신 PCIe 5.0 x16을 지원한다고 해도, 모든 슬롯이 항상 동일한 대역폭을 제공하는 것은 아니라는 점도 중요합니다. 예를 들어, 그래픽카드 슬롯에 다른 확장 카드를 추가하거나 NVMe SSD를 여러 개 장착하면, 메인보드가 PCIe 레인 수를 공유하여 그래픽카드에 할당되는 레인 수가 줄어들고 이에 따라 대역폭도 함께 감소할 수 있다고 합니다.

 

고성능 GPU와 다양한 작업 성능의 관계

위에서 언급한 연구 결과는 특정 애플리케이션에서 PCIe 대역폭이 얼마나 중요한지 구체적으로 보여줍니다. 영상 편집 소프트웨어인 다빈치 리졸브(DaVinci Resolve) 벤치마크에서는 PCIe 5.0 x16 구성이 가장 높은 성능을 기록했는데요. PCIe 5.0 x4, PCIe 4.0 x8, PCIe 3.0 x16처럼 대역폭이 낮아지자 성능이 최대 10%까지 감소했으며, PCIe 4.0 x4나 PCIe 3.0 x8에서는 무려 25%나 성능이 떨어졌다고 합니다. 이는 전문 콘텐츠 제작자에게는 작업 효율이 크게 저하될 수 있음을 의미하는 수치입니다.

 

하지만 모든 애플리케이션이 동일하게 영향을 받는 것은 아닙니다. 예를 들어, 어도비 애프터 이펙트(After Effects)에서는 PCIe 대역폭 저하에 따른 성능 감소가 비교적 적었으며, 언리얼 엔진 5.5(Unreal Engine 5.5)의 가상 프로덕션 테스트에서는 약 7%의 성능 저하가 관찰되었다고 해요. 블렌더(Blender) 역시 가장 높은 대역폭과 낮은 대역폭 간에 5% 정도의 성능 차이를 보였습니다. 특히 대규모 언어 모델(LLM)인 라마(Llama) 벤치마크에서는 PCIe 대역폭 차이가 성능에 거의 영향을 미치지 않았다고 하니, 자신이 주로 어떤 작업을 하느냐에 따라 PCIe 대역폭의 중요도가 달라진다고 볼 수 있겠습니다.

 

오래된 PCIe 규격, 실제 사용 환경에서는 어떨까요?

이번 연구는 엔비디아의 최신 하이엔드 그래픽카드인 RTX 5090(출시 예정)으로 진행되었다는 점을 중요하게 고려해야 합니다. 이 카드는 현재까지 나온 그래픽카드 중 가장 많은 PCIe 대역폭을 필요로 할 것으로 예상되는 만큼, 대역폭 부족에 더욱 민감하게 반응할 수 있습니다.

따라서 만약 여러분이 RTX 5090보다 사양이 낮은 일반적인 그래픽카드를 사용하고 계시다면, PCIe 대역폭 제약으로 인한 성능 영향은 그리 크지 않을 수 있다고 전문가들은 조언합니다. 즉, 무조건 최신 PCIe 버전을 고집하기보다는, 자신이 주로 어떤 작업을 하고 어떤 수준의 그래픽카드를 사용할 것인지 고려하여 합리적인 선택을 하는 것이 중요합니다. 예를 들어, PCIe 3.0 x16 슬롯을 가진 시스템에서 현세대 그래픽카드로 고사양 게임을 즐기는 경우, 대부분의 상황에서는 병목 현상 없이 충분한 성능을 경험할 수 있다고 알려져 있습니다. 하지만 최신 고성능 GPU를 최대한 활용하고 싶거나, 미래의 더 고사양 작업을 염두에 둔다면 PCIe 5.0 지원 메인보드를 고려하는 것이 좋겠죠.

현명한 시스템 구성을 위한 조언

고사양 시스템을 고려한다면, PCIe 대역폭은 간과할 수 없는 요소입니다. 만약 4K 이상의 고해상도 게임이나, 다빈치 리졸브처럼 대역폭에 민감한 전문 콘텐츠 제작 작업을 주로 한다면, 가능한 한 최신 PCIe 버전(5.0)과 충분한 레인 수(x16)를 확보하는 것이 유리할 수 있습니다. 또한, 메인보드의 PCIe 슬롯 구성을 미리 확인하는 것도 좋은데요. 여러 개의 그래픽카드나 고속 NVMe SSD를 장착할 계획이라면, 레인 공유로 인해 그래픽카드에 할당되는 대역폭이 감소할 가능성을 염두에 두어야 합니다.

 

게이머와 전문가들의 다양한 시선

온라인 커뮤니티에서는 PCIe 대역폭의 중요성에 대한 의견이 활발하게 논의되고 있습니다. 많은 게이머들은 "PCIe 3.0 x16도 여전히 게임에는 큰 문제 없다", "실제 체감 성능 차이가 미미하다"는 반응을 보이지만, 일부 하이엔드 사용자나 영상 편집자들은 "새로운 PCIe 버전은 분명히 작업 효율에 도움이 된다", "특히 레인 수가 줄어들 때의 성능 저하가 뼈아프다"는 의견을 내놓기도 합니다. 미래의 그래픽카드가 더 많은 대역폭을 요구할 것이라는 예측 속에서, 어떤 PCIe 버전을 선택해야 할지는 여전히 사용자들 사이에서 뜨거운 논쟁거리로 남아있습니다.

 

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세 줄 요약:

• PCIe 대역폭은 특히 고사양 그래픽카드와 전문 콘텐츠 제작(예: 다빈치 리졸브) 작업에서 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
• 일부 특정 애플리케이션에서는 대역폭 부족으로 최대 25%까지 성능 저하가 나타났으나, 모든 앱이 동일하게 영향을 받는 것은 아닙니다.
• 대부분의 일반 사용자나 게이머에게는 현재 PCIe 4.0 x16만으로도 충분하지만, 최상위 GPU 사용자나 전문가는 대역폭 확보가 중요합니다.

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참고 링크:

• Impact of PCIe 5.0 Bandwidth on GPU Content Creation Performance | Puget Systems
• Lack of PCIe bandwidth can nerf RTX 5090 by up to 25% in content creation workloads — Puget data confirms performance hit when using older generations and fewer lanes | Tom's Hardware