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프레젠테이션 모델·큐 길이, 프레임 제한·VSync·VRR 조합, 오버레이·캡처 충돌 회피

oneplay1 2025. 9. 15. 20:07
대부분의 게임에서 프레임이 흔들리는 이유는 GPU 연산 능력 그 자체보다 화면 출력 단계에서의 병목과 충돌 때문이다. 이 구간은 운영체제의 프레젠테이션 모델, 드라이버 큐 길이, 프레임 타겟과 동기화 옵션의 조합, 그리고 오버레이·캡처·녹화 도구의 삽입 방식이 맞물려 결정된다. 먼저 프레젠테이션 모델·큐 길이는 ‘그림을 몇 장 미리 쌓아 둘 것인지’를 정하는 규범으로, 지나치게 길면 입력·표시 지연이 길어지고, 너무 짧으면 미세한 스파이크에 화면이 끊긴다. 다음으로 프레임 제한·VSync·VRR 조합은 ‘타이밍을 누가 주도할지’를 분담한다. 일정한 타겟으로 제한하고 수직동기 또는 가변주사율을 상황에 맞게 병용하면, 상단 꼬리(프레임 타임 95p 이상) 억제가 용이해진다. 마지막으로 오버레이·캡처 충돌 회피는 성능보다 안정성 관점에서 중요하다. 렌더 체인 중간에 개입하는 도구가 복수 개겹치면 프레젠테이션 경로가 바뀌거나 큐 길이가 비의도적으로 늘어난다. 본 글은 실제 화면 캡처 없이 인라인 SVG로만 원리를 설명하며, 일반 사용자 환경에서 재현 가능한 단계와 권장 범위를 제시한다.

프레젠테이션 모델·큐 길이

프레젠테이션 모델·큐 길이는 화면에 제출된 프레임이 운영체제·드라이버·디스플레이로 넘어가는 동안 대기하는 깊이를 규정한다. 기본 개념은 간단하다. 렌더링된 프레임을 복사해 화면 합성기로 보내는 방식은 메모리 이동이 많아 지연이 길고, 플립(교체) 기반 방식은 버퍼 교체만으로 표시를 갱신해 효율적이다. 그러나 어떤 모델이든 큐가 길면 입력이 도착해도 표시까지 대기열이 길어져 체감이 무뎌진다. 반대로 큐를 과도하게 얕게 만들면 순간 부하나 I/O 인터럽트가 겹칠 때 화면이 덜컥거릴 수 있다. 균형점은 목표 프레임의 안정성 범위에서 1~2 프레임 선행 정도다. 이때 CPU가 그려서 제출하는 속도와 GPU가 처리하는 속도의 위상이 맞아야 한다. CPU가 과도하게 앞서면 제출이 쌓이고, GPU가 앞서면 빈 주기가 생겨 수직동기 타이밍에 맞추지 못한다. 전경 우선, 백그라운드 프로세스 격리, 인터럽트 분산 같은 운영을 선행한 뒤 큐 길이를 맞추면 효과가 커진다. 요점은 평균 FPS가 같은 조건에서도 큐 길이 조절만으로 입력·표시 지연의 분산을 상당히 줄일 수 있다는 점이다.

프레임 제한·VSync·VRR 조합

프레임 제한·VSync·VRR 조합은 프레임 도착 간격을 규칙적으로 만들고 화면 찢김·스톨을 동시에 억제하기 위한 운용 세트다. 우선 프레임 제한은 ‘목표 주기’를 정해 CPU·GPU가 과도하게 앞서지 않게 한다. 제한 없이는 큐가 빠르게 가득 차서 입력·표시 지연이 늘어난다. 수직동기(VSync)는 스캔아웃 타이밍에 맞춰 제출·표시를 정렬하지만, 목표를 초과해 조금이라도 늦으면 한 주기를 통째로 놓쳐 변동 폭이 커진다. 가변주사율(VRR)은 이 약점을 완화해준다. 안정된 타겟을 약간 낮춰(예: 패널 상한보다 2~3Hz 낮게) 제한하고, VRR을 통해 스캔아웃이 프레임에 맞추도록 하면 상단 꼬리를 길게 만드는 모서리 상황을 줄일 수 있다. 단, VRR이 있어도 제한이 없다면 과열·스로틀링·큐 적체가 재발할 수 있다. 또 윈도우 전체 합성 경로에서 오버레이가 끼면 프레젠테이션 경로가 바뀌어 VSync/VRR 동작이 달라질 수 있으므로, 세션 프로필에서는 오버레이를 일괄 정리한 상태에서 기준선을 잡는 것이 좋다. 결과적으로 ‘낮춘 타겟+VRR+짧은 큐’ 조합이 폭넓은 시스템에서 가장 예측 가능하게 동작한다.

오버레이·캡처 충돌 회피

오버레이·캡처 충돌 회피는 렌더 체인에 삽입되는 계측·채팅·RGB·녹화·스트리밍 도구가 프레젠테이션 경로를 바꾸거나 큐 길이를 늘리지 않도록 관리하는 절차다. 다층 오버레이는 합성기를 공유하지 못하면 각기 다른 경로를 요청해 충돌을 유발하고, 특정 도구는 안정성을 위해 내부 버퍼를 추가해 지연이 늘기도 한다. 운영 원칙은 단순하다. 세션 기준선은 오버레이·캡처를 모두 끈 상태에서 잡는다. 그다음 필요한 도구를 하나씩 추가하며 프레임 타임 상단 꼬리·입력 지연의 변화를 관찰한다. 충돌이 확인되면 우선순위는 ‘게임→녹화→채팅/위젯’ 순으로 정하고, 같은 기능을 중복 제공하는 항목은 하나만 남긴다. 또한 데스크톱 전체 캡처보다 GPU 경로에서 합성된 프레임만 잡는 경량 캡처가 프레젠테이션 모델의 일관성을 해치지 않는다. 마지막으로 오버레이의 새 버전 업데이트 직후엔 반드시 기준선 재검증을 거쳐야 한다. 작은 변경만으로도 프레임 제출·표시 타이밍이 달라질 수 있기 때문이다.

표시 경로와 큐 깊이의 영향 플립 기반(교체) 카피 기반(복사) 큐 3 큐 2
큐가 길수록 입력·표시 지연이 증가한다. 플립 기반 경로는 메모리 복사를 줄여 안정적이다.
타겟 설정과 동기화 조합 프레임 제한(낮춘 타겟) VSync/VRR 병용 상단 꼬리 억제
상한보다 조금 낮춘 타겟과 VRR의 조합이 프레임 도착 간격의 분산을 줄이는 데 유리하다.
오버레이/캡처 충돌 점검 순서 모두 OFF 기준선 캡처만 ON 오버레이 병행 상단 꼬리 변화 기록
기준선→단일 도구→복합 도구 순으로 추가하며 프레임 타임 상단 꼬리 변화를 기록한다.