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기술 수준의 차이가 있지만 항상 새로움을 갈구하고 게임에서 승리하기 위한 게이머들의 노력은 소프트웨어 시장과 하드웨어 시장의 발전을 이루는데 적지 않은 영향을 끼치고 있다.

단순히 게임 플레이만을 위해 하드웨어 자원을 집중했던 과거와 달리 현재의 게이밍 하드웨어 시장은 게이머가 게임을 '더 잘' 플레이 할 수 있도록 보다 정교하고 한층 몰입감있는 게임환경을 만드는 데 집중하고 있다.

특히, 최근의 게이밍 환경에서 'FPS'(초당 프레임 수, Frame Per Second)는 매우 중요한 부분으로 평가되고 있다. 강력한 GPU와 게이밍 모니터의 결합은 부드러운 화면, 낮은 레이턴시가 중요한 FPS(First Person Shooter)게임을 더 잘 플레이할 수 있게 만드는 필수 요소다.

게임플레이에 FPS가 끼치는 영향력은 어느 정도일까? 게임포커스는 엔비디아 김선욱 이사와 만나 게이머들이 궁금해할 게이밍 FPS의 주요 이슈들에 대한 이야기를 나눠보았다. 

독자가 내용을 더 잘 이해할 수 있도록 전문용어의 사용을 최대한 자제했지만 어쩔 수 없이 기사에서 일부 전문용어들이 사용되는 만큼 독자분들의 양해를 부탁드립니다.

모니터에 표시되는 'FPS', 모니터가 지원하는 'Hz'는 같아 보이지만 다르다
우리가 게임에서 흔히 사용하는 단어인 ‘FPS(프레임, Frames Per Second)’와 ‘Hz(이하 주사율, hertz)’는 화면의 속도를 나타내는 의미에서는 같다고 볼 수 있지만 상당히 많은 분야에서 혼용되거나 잘못 사용되는 경우가 많다. 

주사율은 1초당 하나의 프레임(화면)을 얼마만큼 보여주는지를 나타내는 단위다. 일반적으로 디스플레이에서 사용되며 모니터가 60Hz를 지원한다면 1초당 최대 60번의 화면을 보여준다고 이해하면 된다. 

FPS는 PC의 그래픽처리를 담당하는 GPU가 프레임을 완성하는 속도를 의미한다. 1프레임이면 1초의 시간 동안 하나의 프레임을 완성했다는 의미이며 100프레임이면 100개의 프레임을 완성했다는 의미다. 

PC를 통해 엑셀이나 워드, 웹서핑이나 스트리밍 방송을 보는 수준이라면 대부분이 60hz를 지원하는 모니터에서도 최적의 이용이 가능하다. 하지만 게이밍 환경에서는 이러한 보편적인 기준이 달라지게 된다. 바로 유저의 PC사양, 게임이 제공하는 3D 기술 수준에 따라 FPS가 일정하지 않는다는 것.

프레임이 높아질수록 티어링 현상도 줄어들게 된다

여기서 주사율(Hz)과 FPS의 중요한 차이를 알 수 있다. 앞서 설명한대로 FPS는 시스템 환경에 의해 결정되는 만큼 사양에 따라 편차가 심해지지만 모니터 주사율(Hz)은 속도가 일정하고 화면의 복잡성에 따라 느려지거나 빨라지지 않는다(가변 주사율 제외). 때문에 GPU의 출력 속도(FPS)가 디스플레이의 주사율(Hz)과 일치하지 않게 될 경우 우리는 흔히 끊김(티어링) 현상을 경험하게 된다. 

PC게이밍에 관심이 있는 유저들이라면 일반적으로 끊김 현상이 주사율 보다 FPS가 낮을 경우에만 발생하는 것으로 알고 있지만 반대로 모니터가 지원하는 주사율을 넘어서는 높은 FPS(60Hz 모니터에 144FPS을 유지하는 것과 같은)를 유지하는 상황에서도 발생한다. 

후자의 경우를 해결하기 위해 모니터 주사율에 GPU의 프레임을 고정하는 ‘수직동기화(V-SYNC)’라는 기능이 존재한다. 

V-SYNC는 티어링 현상을 없애주지만 고사양의 하드웨어가 뒷받침 되지 않으면 오히려 전체적인 퍼포먼스를 떨어뜨리게 된다
 

이 기능을 사용할 경우 아무리 FPS가 높아도 모니터 주사율(일반적으로 60Hz다. 예외적인 기능들도 있지만 여기선 언급하지 않도록 하겠다)에 맞춰 FPS가 강제로 고정되기 때문에 화면 끊김 현상은 사라지게 되지만 반대로 60FPS 이하로 프레임이 떨어지게 되면 그의 절반인 30FPS에 맞춰 프레임이 고정되기 때문에 프레임이 안정적이지 않다면 60FPS와 30FPS을 오고가게 된다. 이때 처리지연 현상으로 인해 화면이 간혈적으로 끊기는 ‘스터터링 현상’이 발생하게 되고 게임이 전체적으로 느리게 느껴진다.

FPS가 높으면 슈팅 게임 고수될까? "같은 상황에서 전혀 다른 결과 볼 수 있다" 
그렇다면 게이밍에 있어 높은 FPS/Hz를 유지해야 되는 이유는 무엇일까? 엔비디아 김선욱 이사는 “게이밍 환경에서의 FPS와 주사율은 아무리 강조해도 지나침이 없다. 그리고 이러한 차이가 오늘날 현대 게이밍 환경에서 실제로 유의미한 차이를 만들어내고 있다”고 설명했다. 

이 모든 과정에 걸리는 시간을 시스템 레이턴시라고 한다. 짧으면 짧을 수록 좋다
 

높은 FPS는 ‘낮은 시스템 레이턴시’를 의미한다. 게임 내에서 사용하는 레이턴시는 흔히 ‘핑(Ping)’이나 ‘네트워크 지연(Lag)’을 떠올리게 되지만 시스템 레이턴시는 유저의 행동(마우스 클릭이나 키보드 클릭 등과 같은 명령 입력)이 CPU와 GPU를 거쳐 디스플레이에 보여주기까지 걸리는 시간을 의미한다. 

0.1 초가 중요한 FPS게임에서 낮은 시스템 레이턴시를 유지한다는 것은 먼저 볼 수 있다는 의미다

때문에 높은 FPS와 주사율을 유지한다는 것은 낮은 레이턴시를 갖는다는 것을 뜻한다. 쉽게 설명해 60FPS/60Hz 상황에서 1초에 처리해서 보여지는 화면과 240FPS/240Hz 상황에서 처리되서 보여지는 화면은 4배가 차이가 나며 때문에 60FPS에서 볼 수 없었던 화면을 240FPS/240Hz에서 볼 수 있게 된다는 의미다. 

4배가 높다는 것은 시스템이 4배 더 빠르게 움직인다는 의미다. 유저들의 입력값 역시 빠르게 반영된다

조금 더 쉽게 풀어내면 CPU-GPU-디스플레이가 처리하는 과정을 하나의 사이클이라고 가정했을때 240FPS/240Hz의 게이밍 환경에서는 60FPS/60Hz의 게이밍 환경보다 4배 더 많은 것을 보여주고 4배 더 빨리 보여주며 유저가 마우스나 키보드 클릭이 시스템에 반영되는 시간 역시 4배 짧아지기 때문에 실제로 게임의 반응속도가 빨라진 것처럼 느끼게(실제로도 빨라진다) 된다는 것이다.  

실제로 올해 초 엔비디아에서 FPS게임 프로게이머들을 대상으로 ‘포트나이트’, ‘배틀그라운드’와 같은 경쟁게임에서 60FPS를 기준으로 FPS에 따른게임 속 킬/데스(Kill/Death, K/D) 비율을 비교해 본 결과 80FPS에서 약 21%, 100프레임에서 37%, 120프레임에서 59%, 140프레임에서 78%가 상승하는 유의미한 결과를 만들어냈다. 160프레임과 180프레임에서는 140프레임 대비 상승폭이 크진 않았지만 높은 FPS를 유지하는 것이 경쟁게임에서 좋은 성적을 내는데 적지 않는 영향을 끼치는 것으로 확인됐다. 

100FPS 이상의 퍼포먼스를 보여주는 하드웨어가 각광 받는 시대 쾌적한 게임을 위해서는
아직도 상당수의 PC를 사용하는 유저들은 60FPS/60Hz의 게이밍 환경에 머무르고 있지만 더 좋은 환경에서 게임을 즐기기 위한 유저들의 관심은 이제 PC 하드웨어 시장의 흐름을 바꿔놓고 있다. 

게이밍 의자, 키보드, 마우스, 헤드셋, 네트워크 장비 등 게임과 관련된 다양한 시장이 매년 큰 폭의 성장을 이뤄내고 있으며 다양한 IT기업들이 ‘게이밍’을 중점으로 한 다양한 신규 사업을 진행하고 있거나 계획 중에 있다. 

하지만 그만큼 게이머들이 갖게 된 금전적인 부담도 적지 않게 됐다. 엔비디아 김선욱 이사는 한정된 예산에서 효율적인 게이밍을 즐기기 위해서는 가급적 최신 공정이 적용된 CPU에 GPU의 경우 RTX1060, RTX2060급의 그래픽 카드를 장만하고 남은 예산을 게이밍 모니터에 할애하는 것이 가격대비 가장 좋은 효과를 얻을 수 있다고 조언했다. 

특히 1초가 중요한 경쟁 게임에서 우위를 점하기 위해서는 앞서 설명한대로 FPS를 높이기 위한 세팅이 무엇보다도 중요하다. 가능한 모든 옵션을 OFF시키고 최소한의 화질을 유지하고 싶다면 해상도만 올려주는 것이 가장 좋은 효과를 보인다. 세부적인 옵션을 지원하는 게임이라면 그림자->이펙트->반사효과 등을 조절하는 것이 좋으며 프로게이머 수준이 아니라도 모든 게임에서 100~140프레임을 유지하는 것이 실질적인 시스템 레이턴시를 줄이는 만큼 체감적인 효과가 크다.

하드웨어와 소프트웨어 기술의 발전은 더 빠른 속도로 진행되고 있다. 물론 올해도 최고의 게이밍을 위한 하드웨어 제조사들의 소리 없는 전쟁이 계속해서 이어질 것으로 보인다. 그동안 DP포트 대역폭의 한계로 출시되지 못했던 240Hz 이상을 지원하는 모니터가 에이수스와 엔비디아의 협업으로 올해 ‘CES 2020’을 통해 세계 최초로 공개됐으며 이 외에도 차세대 공정이 적용된 CPU와 GPU가 순차적으로 공개될 예정이다. 

이와 관련해 엔비디아 김선욱 이사는 “엔비디아는 그래픽 카드 제조회사로 게이머에게 최적의 플레이 환경을 제공하는 것을 목표로 최선을 다하고 있다. e스포츠와 같은 1초가 중요한 환경은 물론 실사에 도전하는 고품질의 영역에 계속해서 도전하고 있으며 지난해 공개된 DLSS 역시 많은 보완이 이루어져 실질적인 게이밍 경험 향상에 크게 기여하고 있다. 앞으로도 다양한 노력을 멈추지 않을 엔비디아에 대한 많은 관심을 부탁드린다”라고 밝혔다.