ARM, 모바일 게임 경험 최적화를 위한 기술, 기능 및 트렌드

ARM, 모바일 게임 혁신 이끌 최신 그래픽 기술 공개 ARM이 다가오는 2024 Game Developer Conference(GDC)를 앞두고 모바일 게임 경험을 재정의할 최신 그래픽 기술과 도구를 소개했습니다. 현실적인 게임 장면 구현, AI 기반 캐릭터 활용, 배터리 수명 연장 등 몰입감 넘치는 모바일 게임 경험을 제공하기 위한 ARM의 노력이 주목받고 있습니다. 모바일 게임의 현실감을 극대화하는 레이 트레이싱 레이 트레이싱은 빛의 경로를 모델링하여 사실적인 조명과 그림자를 생성하는 컴퓨터 그래픽 기술입니다. 이를 통해 게임은 더욱 현실적이고 몰입감 있는 경험을 제공할 수 있습니다. 레이 트레이싱은 크게 레이 쿼리(Ray Query)와 레이 파이프라인(Ray Pipeline) 두 가지 방식으로 나뉩니다. 현재 모바일 생태계에서는 GPU 셰이더 내에서 모든 레이를 처리하는 레이 쿼리 방식이 더 널리 채택되고 있으며, 이러한 추세는 향후 몇 년간 이어질 것으로 예상됩니다. 레이 트레이싱은 상당한 전력, 에너지 및 SoC(System-on-Chip) 공간을 소모할 수 있다는 과제가 있습니다. 하지만 ARM의 Immortalis-G715 GPU는 하드웨어 가속 레이 트레이싱을 지원하는 최초의 ARM GPU로, GPU 셰이더 코어 영역의 단 4%만을 사용하면서도 내장된 하드웨어 가속을 통해 300% 이상의 성능 향상을 제공합니다. Immortalis-G715의 출시는 개발자 생태계가 레이 트레이싱 기술을 게임 콘텐츠에 통합하고 탐색할 수 있는 기반을 마련했습니다. ARM은 GDC 2024에서 그래픽스 소프트웨어 엔지니어 Iago Calvo Lista를 통해 최적화된 레이 트레이싱으로 더욱 사실적인 모바일 그래픽을 구현하는 방법에 대한 심층적인 발표를 진행할 예정입니다. 가변 속도 셰이딩(VRS)으로 성능과 전력 효율 동시 개선 가변 속도 셰이딩(VRS)은 게임 장면에서 실제 액션이 발생하는 부분에 렌더링을 집중하고, 배경과 같이 덜 중요한 영역은 더 거친 픽셀 단위로 렌더링하여 시각적 품질을 유지하면서도 렌더링에 필요한 자원을 절감하는 기술입니다. 이를 통해 게임 플레이 시간을 연장하고, 프레임 속도를 안정적으로 유지하며 발열을 줄여 전반적인 게임 성능을 향상시킬 수 있습니다. VRS를 게임 콘텐츠에 적용했을 때 초당 프레임(FPS)이 최대 40%까지 향상되는 것을 확인했습니다. ARM은 Immortalis-G715 및 Mali-G715 GPU에 VRS를 처음 통합했으며, 최신 Immortalis-G720 및 Mali-G720 GPU에서는 더욱 유연하고 높은 성능의 셰이딩 속도를 추가하여 VRS 기능을 강화했습니다. 지연 버텍스 셰이딩(DVS)으로 복잡한 모바일 게임 장면 최적화 복잡한 모바일 게임 장면에서는 그래픽 파이프라인 작업이 중요합니다. ARM은 5세대 GPU 아키텍처 기반의 최신 GPU에서 지연 버텍스 셰이딩(DVS)을 도입하여 지오메트리 데이터 흐름을 개선했습니다. DVS는 성능을 더 많은 코어 수로 확장할 수 있게 하여 모바일 생태계가 더 높은 성능 수준에 도달하도록 지원합니다. 또한, 가장 복잡한 게임 장면에서도 일관된 프레임 속도를 유지하고 차세대 지오메트리 콘텐츠에 대한 미래 대비를 강화합니다. DVS 도입으로 인기 게임에서 상당한 성능 향상이 있었습니다. 예를 들어, 전 세계적으로 인기 있는 게임인 Genshin Impact에서는 대역폭 사용량이 33% 감소했으며, Fortnite에서는 26% 감소했습니다. ARM Performance Studio, 게임 개발자를 위한 통합 솔루션 제공 ARM은 게임 개발자를 위한 다양한 GPU 도구와 리소스를 통해 지속적인 생태계 지원을 제공합니다. 새롭게 브랜드화된 ARM Performance Studio(이전 ARM Mobile Studio)는 무료로 다운로드할 수 있으며, 게임 개발자가 게임 애플리케이션의 성능과 효율성을 최적화할 수 있도록 프로파일링, 성능 분석 및 디버깅 도구를 제공합니다. ARM Frame Advisor, 게임 개발 효율성 증대 ARM Frame Advisor는 OpenGL ES 3.2 및 Vulkan 1.1을 지원하는 게임을 위한 프레임 기반 프로파일러로, 현재 게임 개발자에게 공개적으로 제공됩니다. API 호출을 캡처하고 분석 엔진을 통해 개발자에게 컨텍스트 기반 피드백을 제공하여 성능 향상 기회를 식별합니다. 렌더 그래프 및 프레임 데이터 흐름 시각화, 모범 사례 위반 정보, GPU 사이클 또는 전력 예산 초과와 같은 예산 위반 정보를 제공합니다. 적응형 성능(Adaptive Performance)으로 게임 경험 향상 적응형 성능은 삼성 및 안드로이드의 다양한 성능 프레임워크를 포함합니다. Unity는 이러한 프레임워크와의 통합을 통해 개발자가 게임을 미세 조정하고 전반적인 성능을 개선할 수 있도록 지원합니다. 개발자는 이러한 프레임워크를 사용하여 모바일 장치의 실제 성능과 관련된 장치 상태 변화를 시뮬레이션하는 이벤트를 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 열 스로틀링과 관련된 시뮬레이션 이벤트를 통해 잠재적인 성능 문제를 식별하고 개선할 수 있습니다. 개발자는 성능 프레임워크를 채택함으로써 게임 내에서 플레이어 경험을 최소한으로 저하시키면서 상황을 개선할 수 있는 조치를 취할 수 있습니다. ARM은 Google 및 Unity와 협력하여 플랫폼이 신뢰할 수 있고 의미 있는 피드백을 제공하도록 하여 게임 엔진이 게임 성능을 최적화할 수 있도록 지원합니다. Unreal Engine 5 데스크톱 렌더러, 모바일 게임의 그래픽 품질 향상 Unreal Engine 5 데스크톱 렌더러는 고급 조명 및 텍스처 기능을 포함하여 PC 게임 및 애플리케이션을 위한 고품질 실시간 렌더링을 제공하도록 설계되었습니다. ARM은 Epic Games와 협력하여 Unreal Engine 5 데스크톱 렌더러를 Android에서 사용할 수 있도록 지원하고 있습니다. 이를 통해 Immortalis GPU는 모바일 장치에서도 데스크톱 수준의 렌더링 및 그래픽 품질을 제공할 수 있습니다. ARM은 MWC 2024 및 GDC 2024에서 선보일 Steel Arms 데모를 통해 이러한 작업을 시연하고, 풍부한 블룸 효과, 고품질 물리 기반 셰이딩, 생생한 블러 효과 및 실시간 반사와 같은 기능을 선보일 예정입니다. 또한, Steel Arms에서 레이 트레이싱을 통한 조명 최적화를 지원하는 Lumen 파이프라인 통합에 대한 발표도 GDC 2024에서 진행될 예정입니다. Sentis, AI 혁신을 게임 개발에 접목 Unity의 Sentis는 게임 개발에 빠르게 발전하는 AI 모델 혁신을 접목하기 위한 프레임워크입니다. 게임 개발자는 Sentis를 사용하여 사용자 정의 가능한 타사 AI 모델을 Unity에서 지원하는 모든 모바일 장치에서 가져와 실행할 수 있습니다. Sentis는 객체 식별, 사용자 정의 가능한 AI 상대, 필기 감지, 깊이 추정, 음성 인식 및 스마트 NPC(Non-Player Character)와 같은 AI 기반 사용 사례에 중점을 둡니다. Unity의 ML-Agents 또한 Sentis가 지원하는 AI 기반 사용 사례의 일부입니다.