우리가 즐기고 있는 게임들. 단순히 키보드와 마우스 또는 전용 컨트롤러를 사용하면서 하나라도 더 많은 목적을 달성하기 위해 타인들과 경쟁한다. 이런 게임이 탄생하기까지는 많은 과정을 거치게 된다. 기획에서 시작해 전체적인 세계관을 준비하고 어떤 곳에 이벤트를 배치할지 등등 프로젝트 단위로 움직인다.

이렇게 개발되는 게임이지만 가장 중요한 것은 구현할 세계관을 다양한 플랫폼 상에 표현하기 위해 이뤄지는 '엔진(Engine)’의 도입이다. 흔히 알고 있는 언리얼(Unreal)이나 프로스트바이트(Frostbite), 크라이엔진(Cryengine) 등이 대표적인 게임 엔진으로 여러 게임에 쓰이고 있다. 여유가 있는 개발사는 직접 자체 게임 엔진을 개발하며 기술력을 과시하기도 한다. 당연히 이들 엔진으로 개발된 게임은 PC를 포함해 플레이스테이션이나 엑스박스 등 콘솔 게임기에서도 즐기는게 가능하다.

게임 엔진들을 통해 개발자는 게임 개발이 쉬워지고 엔진 개발사의 탄탄한 기술 지원을 바탕으로 그래픽, 특수 효과 등을 구현하며 게이머를 찾아간다.

그런데 게임을 즐기면서 드는 의문이 있다. 같은 엔진 기반으로 만든 게임이라 하더라도 어떤 게임은 쾌적하고 어떤 게임은 그렇지 못하다는 것. 뛰어난 사양을 갖춘 PC라도 게임의 최적화에 따라 고무줄처럼 게임 몰입감이 달라진다는 점은 흥미로운 요소가 아닐 수 없다. 물론, 게임 내 표현되는 물체(오브젝트)의 수나 적용한 그래픽 기술(효과) 등에 따라 최적화 여부가 달라질 수 있지만 어느 수준의 성능과 몰입감은 유지하면서도 부드럽게 즐기는 방법은 없는 걸까?

지금까지 게임을 제대로 즐길 수 없다면 하드웨어에 근본적인 원인을 두고 이를 해결하고자 했다. 예를 들어, 고성능 프로세서나 그래픽카드, 메모리 등을 구입하거나 게임 진입이 느리다면 저장장치의 변경으로 속도를 끌어 올렸다. 물론 이런 물리적인 사양의 변경으로 성능이 향상되는 효과는 분명하다. 처음부터 하드웨어의 성능이 여유롭다면 다양한 애플리케이션 연산 처리에 득이 되는 것을 부정할 수 없다.

하지만 하드웨어의 변경만으로 한계가 존재한다. 성능이 극히 낮은 하드웨어를 쓰다 고성능 하드웨어로 바꿨다면 체감은 크겠지만, 나름 잘 나가는 구성에서 고성능 제품을 썼을 때의 성능 차는 생각한 것 이상으로 와 닿지 않는다. 특히 가격적인 부담을 고려하면 고성능 제품군으로의 업그레이드는 여러 고민을 낳는다. 지속적으로 하드웨어를 교체하는 것은 어려운 일이니 말이다.

소프트웨어가 게임 성능 향상을 방해하는 요소

 PC는 운영체제 없이 제대로 활용할 수 없다. 마이크로소프트 윈도우즈, 애플 맥OS 모두 운영체제로 이것이 가동되어야 다양한 애플리케이션을 설치해 사용하고 멀티미디어 콘텐츠도 충분히 즐기는게 가능하다. 게임도 마찬가지. 그러나 게임 성능 향상을 가로막는 큰 원인이 있으니, 그것이 바로 운영체제 내의 API(Application Programming Interface)다.

API는 간단하게 애플리케이션과 하드웨어 사이에 매개체 역할을 한다. 어떤 하드웨어라도 동일한 소프트웨어를 구동할 수 있도록 도와주는 것이라고 보면 된다. 게임을 즐기도록 도와주는 매개체, 여기에서는 DirectX나 OpenGL 등과 같은 것을 떠올리면 될 듯 하다. 개발사는 이들을 활용할 수 있도록 프로그래밍하고 다양한 그래픽카드가 이를 위한 자원을 끌어 쓸 수 있도록 디자인 한다.

문제는 여기에서 발생한다. 이들 API는 90년 대에 만들어진 것으로 과거 시스템에 최적화 되어 만들어졌다는 점이다. DirectX나 OpenGL 모두 해를 거듭하면서 최신 사양에 발 맞추도록 버전을 업데이트 하면서 기존 뼈대에서 살을 조금씩 붙였을 뿐, 새로운 기술이 추가되어도 큰 틀 자체는 옛 것과 다를게 없다.

현재로서는 이런 API 상에서 게임을 구동하지만 내부적으로는 오버헤드(Overhead)나 쓰레드(Thread), 메모리 관리의 어려움 등 난제들이 산재해 있다. 또한 그래픽 프로세서가 가진 성능을 제대로 끌어내기 어렵다는 단점도 있다. 아무리 잘 만들어진 게임이라도 결국 그래픽 프로세서 구조에 접근하려면 API를 한 번 거쳐야 하기 때문이다. 당신이 상대방과 직접 대화하는 것과 통역이나 중개자를 사이에 두는 것과는 대화 수준이나 내용, 이해도 등이 천차만별인 것과 같다.

이런 것을 극적으로 설명해 주는 것이 있다면 바로 콘솔 게임기가 아닐까 싶다. 플레이스테이션이나 엑스박스 등 차세대 콘솔 게임기는 최근 뛰어난 그래픽 효과를 보여주는 것과 동시에 부드러운 움직임을 보여준다. 사양이 비록 고성능 PC와 비교하면 한참 부족한 수준이지만 고사양 PC가 구현하는 수준까지 아니더라도 어느정도 수긍 가능한 그래픽 효과와 움직임을 자랑한다.

현재 보급형 PC 수준의 사양인 콘솔 게임기가 어떻게 높은 수준의 그래픽을 구현할 수 있는걸까? 그건 바로 앞서 설명한 API의 접근 방식 차이에 있다.

게임기도 기본적으로는 운영체제를 통해 구동되고 게임을 실행해 즐기는 구조를 따른다. 하지만 API는 한 단계 거쳐갈 수 밖에 없는 PC와 달리, 바로 하드웨어에 접근해 성능을 최대한 끌어내기에 잘 만든 콘솔 게임은 PC게임 못지 않은 그래픽 품질을 보여줄 수 있다.

하드웨어의 근본적 성능을 끌어내는 방법이 최적이라면 PC에서는 그것을 구현할 방법은 없는 것인가? AMD가 제시한 맨틀(Mantle)이 기존 API의 약점을 보완하기 위한 API다.

▲ 라데온의 GCN 아키텍처를 중심으로 맨틀 드라이버, API, 그래픽 애플리케이션 등이 조화롭게 생태계를 이루는 것을 목표로 하는 맨틀.

라데온 그래픽 프로세서의 성능을 최대한 끌어내는 맨틀

맨틀도 DirectX나 OpenGL과 마찬가지로 API지만 이들과 달리 라데온 그래픽 프로세서의 성능 깊숙한 곳까지 끌어낼 수 있다는 점이 특징이다. 마치 콘솔 게임기처럼 로우레벨(Low Level) 단계로 접근해 그래픽 프로세서나 기타 기기가 갖는 최신 기술을 마음껏 활용할 수 있게 되는 셈이다.

맨틀은 메모리 관리부터 시작해 명령어 실행, 렌더링 작업을 소프트웨어가 제어할 수 있도록 도와준다. 이는 결국 게임을 만드는 프로그래머의 하드웨어 활용 자유도가 커지고 결국 하드웨어의 성능을 효과적으로 쓸 수 있다. 무엇보다 제작의 간편함은 콘솔 게임기 플랫폼과 PC 플랫폼 사이의 간극을 줄여줄 것으로 기대된다.

▲ 플레이스테이션4와 엑스박스 원 등 차세대 게임기에는 AMD APU와 GCN 아키텍처 기반의 그래픽 프로세서가 탑재돼 있다.

현재 플레이스테이션(Playstation)4나 엑스박스 원(XBOX One) 등 차세대 게임기에는 AMD의 시스템이 탑재되어 있다. 콘솔 게임기가 PC 기반의 하드웨어를 품게 되면서 맨틀의 역할은 더욱 중요하게 부각될 전망이다. 무엇보다 콘솔 게임기의 게임들이 PC로 PC 게임이 콘솔로 이식되는 현상도 증가하지 않을까?

성능 향상 측면도 기대할 만하다. AMD는 맨틀의 적용으로 동일한 DirectX 기반 게임 대비 높은 프레임 향상이 있다고 설명하고 있다. 그렇다면 DirectX와 맨틀의 성능 차이는 어느 수준일까? 맨틀이 적용되어 있는 배틀필드4와 스타스웜 테스트를 통해 알아봤다.

MANTLE vs DirectX, 성능 차이는?

현재 맨틀이 적용되어 있는 게임은 배틀필드 4와 스타스웜 정도. 배틀필드 4는 인기리에 서비스되고 있고 스타스웜은 현재 알파 테스트 버전으로 준비되어 있다. 테스트는 AMD 카베리 APU인 A10 7850K를 바탕으로 라데온 R9 290X 그래픽카드가 함께 물려 진행됐다.

대표적인 맨틀 지원 게임 중 하나인 배틀필드 4 테스트에서는 약 두 배 이상의 성능 향상을 보여주는 결과가 나타났다. 맵은 시즈 오브 상하이(멀티플레이)로 DirectX 11 환경에서는 31.7 프레임 가량의 성능을 보여주던 것이 맨틀에서는 70 프레임 이상으로 뛰었다. 일반적으로 60 프레임 이상이라면 게임을 즐기기에 좋은 환경으로 꼽히는데, 맨틀을 씀으로 해서 게임 몰입도가 크게 개선되는 효과가 나타났다.

스타스웜 벤치마크를 통해 성능을 비교했다. 이 게임은 옥사이드 게임즈의 옥사이드 엔진으로 만들어진 것으로 맨틀을 지원하도록 디자인 되었다. 현재 알파 테스트 중으로 자체 벤치마크 툴이 제공된다. 테스트 결과, DirectX 11 환경에서는 약 36 프레임 가량을 보여주던 게임은 맨틀에서 62.8 프레임으로 뛰어 오른다.

게임 판도 바꿀 새로운 API의 등장

AMD 맨틀은 게임 판도를 바꿀 API로 등장 전부터 기대를 모았다. 차세대 게임기에 AMD 기반 플랫폼이 탑재되면서 콘솔 게임기 수준의 게임을 PC에서도 누릴 가능성이 높다는 것과 PC와 콘솔 게임기간 게임 출시가 어느정도 자유로워져 선택의 폭이 확장된다는 장점도 품었다.

이제 남은 것은 AMD의 지원이다. 맨틀을 지원하는 게임이 많아지려면 AMD가 더 적극적으로 움직여야 할 것이다. 장점이 많은 맨틀을 활용하기 위해 더 많이 움직여야 게임을 즐길 환경이 더 개선되지 않을까? 앞으로 맨틀이 게임 판도를 어떻게 새로 짜 나가는지 지켜보는 것도 흥밋거리가 아닐 수 없다.