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게임 데이터 가이드53

GPU 버스 대역폭 관리, 메모리 인터리빙 구조, 데이터 전송 최적화 GPU는 초당 수십 GB의 데이터를 이동시키는 병렬 처리 장치다. 그 속도를 결정짓는 핵심은 버스 대역폭 관리와 메모리 인터리빙 구조다. 이 글은 GPU 내부 데이터 전송의 흐름, 버스 병목 관리, 그리고 인터리빙 기반 대역폭 최적화 구조를 상세히 설명한다.GPU 버스 대역폭의 구조와 관리 원리GPU의 성능은 단순히 연산 능력에만 의존하지 않는다. 그래픽 코어가 데이터를 얼마나 빠르게 주고받을 수 있는지가 전체 성능의 60% 이상을 좌우한다. 이때 핵심은 GPU 내부 버스(Bus)와 메모리 컨트롤러(Memory Controller)의 구조다. 버스는 코어와 VRAM 간의 데이터 통로이며, 이를 병렬로 구성한 것이 GPU의 대역폭 구조다. 예를 들어, 256-bit 버스를 가진 GPU는 .. 2025. 10. 27.
GPU 캐시 계층 구조, 메모리 접근 최적화, L1·L2 효율 향상 알고리즘 GPU는 초당 수십억 번의 연산을 수행하지만, 그 속도를 결정짓는 진짜 핵심은 메모리 접근 효율이다. 이 글은 GPU의 L1·L2 캐시 계층 구조, 접근 패턴 최적화 기법, 그리고 효율 향상 알고리즘의 동작 원리를 분석한다.GPU 캐시 계층 구조의 구성과 역할GPU는 CPU보다 훨씬 많은 연산 유닛을 가지지만, 모든 코어가 메모리에 동시에 접근하면 병목이 발생한다. 이를 방지하기 위해 GPU는 다층 캐시 구조를 사용한다. 가장 가까운 L1 캐시는 코어 그룹(SM, Shader Multiprocessor) 단위로 분리되어 있으며, L2 캐시는 GPU 전체가 공유한다. L1 캐시는 낮은 지연(latency) 대신 용량이 작고, L2 캐시는 비교적 느리지만 대용량 데이터를 보관한다. 이 두 .. 2025. 10. 26.
GPU 병렬 파이프라인 스케줄링, Compute·Graphics 협력 처리, 렌더 워크로드 분산 GPU는 수천 개의 병렬 코어로 구성된 대규모 연산 장치다. 이를 효율적으로 활용하기 위해서는 파이프라인 스케줄링과 워크로드 분산이 핵심이다. 이 글은 Compute·Graphics 파이프라인의 협력 구조와 GPU 스케줄링의 동작 원리를 설명하고, 워크로드 분산을 통한 성능 향상 기법을 시각화된 구조로 분석한다.GPU 병렬 파이프라인 스케줄링의 기본 구조GPU의 파이프라인은 명령이 순차적으로 처리되는 CPU와 달리, 수천 개의 스레드가 동시에 실행되는 병렬 구조다. 이때 모든 스레드가 동일한 자원을 요구하면 충돌이 발생하므로, 스케줄러(Scheduler)가 각 스레드 그룹의 실행 순서를 제어한다. 이 구조를 파이프라인 스케줄링(Pipeline Scheduling)이라 하며, 핵심은 “Wav.. 2025. 10. 25.
GPU 가상 메모리 관리, 리소스 압축 스트리밍, 텍스처 페이징 최적화 현대 그래픽 엔진은 대규모 텍스처와 모델 데이터를 실시간으로 로드하고 압축 해제한다. 이때 핵심은 GPU 가상 메모리(Virtual Memory) 시스템과 리소스 스트리밍 방식이다. 이 글은 GPU 메모리 관리 구조, 압축 데이터의 스트리밍 절차, 그리고 텍스처 페이징 최적화 원리를 단계별로 분석한다. SVG 다이어그램을 통해 GPU 내부의 리소스 흐름을 시각적으로 표현한다.GPU 가상 메모리 관리 구조와 작동 원리GPU 가상 메모리(Virtual GPU Memory)는 실제 물리적 VRAM을 추상화한 주소 공간이다. 이 구조 덕분에 대규모 리소스를 직접 전부 로드하지 않아도, 필요한 부분만 메모리에 매핑하여 사용할 수 있다. CPU의 가상 메모리처럼 페이지 단위로 관리되며, GPU는 해당.. 2025. 10. 24.
GPU 명령 버퍼 스트리밍, 비동기 큐 처리, 렌더 파이프라인 프리패칭 구조 GPU 렌더링 파이프라인의 효율을 극대화하려면 CPU와 GPU 간 데이터 전송 구조를 개선해야 한다. 명령 버퍼 스트리밍과 비동기 큐 처리는 GPU 병목을 제거하고, 렌더 파이프라인 프리패칭 구조는 프레임 지연을 최소화한다. 이 글은 현대 엔진이 사용하는 스트리밍 기반 명령 관리, 큐 비동기화, 그리고 파이프라인 예측 로딩의 구조적 원리를 분석한다.GPU 명령 버퍼 스트리밍의 개념과 설계 원리GPU 명령 버퍼(Command Buffer)는 렌더링 작업을 수행하기 위한 GPU 명령의 집합이다. CPU가 생성하고, GPU가 실행한다. 과거에는 한 프레임 단위로 명령 버퍼를 만들고 폐기하는 구조였지만, 현대 엔진에서는 “스트리밍(Streamed Command Buffer)” 구조를 사용한다. 스.. 2025. 10. 23.
쉐이더 파이프라인 캐싱, 컴파일 병렬화, GPU 스테이트 관리 효율화 현대 게임 엔진에서 렌더링 성능의 핵심은 GPU 쉐이더 파이프라인 관리다. 컴파일 속도, 캐싱 구조, 스테이트 변화 최소화가 GPU 효율에 직접적인 영향을 미친다. 본문은 쉐이더 파이프라인 캐싱 방식, 병렬 컴파일 구조, 스테이트 전환 최적화 기법을 상세히 설명하며, SVG 도식으로 GPU 파이프라인의 내부 과정을 시각화한다.쉐이더 파이프라인의 구조와 캐싱 개념쉐이더(Shader)는 GPU가 화면을 렌더링하기 위해 실행하는 작은 프로그램이다. 버텍스, 픽셀, 지오메트리, 컴퓨트 등 다양한 스테이지가 결합해 하나의 파이프라인을 구성한다. 문제는 이 파이프라인을 매번 새로 생성하면 GPU와 드라이버가 막대한 비용을 소모한다는 점이다. 이를 해결하기 위해 도입된 것이 쉐이더 파이프라인 캐싱(Shad.. 2025. 10. 23.

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