PCI-E 2.0과 3.0 성능 차이

▶ PCI-Express 의 버전에 따른 성능차이에 대한 얘기는 어느덧 10년 가까이 유지되고 있는 부분입니다. 자신이 지닌 메인보드의 PCI-E 가 1.0 혹은 2.0 일때, 3.0보다 성능이 많이 뒤쳐지는가 하는 부분이죠. 결론부터 말하자면 아직도 그 차이는 미미하다는게 정설입니다만, 제대로 모르는 사람들은 대단한 차이가 있는 것처럼 알고 있죠.  2016년 12월에 최신 그래픽카드인 지포스 GTX1080를 사용하여 성능차이를 테스트한 결과가 있어서 한번 가져와 봤습니다.

▼ PCI-Express는 2000년대 초반, 기존의 AGP 인터페이스를 대체하기 시작했습니다. 1.0 버전은 2.5GT/s, 2.0은 5.0GT/s, 3.0은 8GT/s, 4.0은 16GT/s의 전송속도를 가지고, 연도별 분류는 아래 그림에서 보시는 바와 같습니다.

▼ 해외사이트인 테크파워업에서 테스트에 사용한 컴퓨터 사양은 다음과 같습니다. CPU는 스카이레이크 i7-6700K@4.5GHz, 마더보드는 아수스 막시무스 히어로(Z170칩셋), 메모리(램)은 DDR4 지스킬 16GB, 파워서플라이는 안텍의 1200W, 운영체제는 윈도우 10, 드라이버는 375.70 WHQL 입니다.

▼ 버전별 성능 차이를 테스트한 결과를 바로 살펴보겠습니다. 먼저 PC게임인 배틀필드 1의 해상도별(1920*1080, 2560*1440) 결과를 보면, 지포스 GTX1080 를 PCI-E 3.0 16배속 으로 측정한 초당 프레임은 약 154 FPS, 2.0 의 결과는 148 FPS, 1.1 은 138 FPS 입니다. 대역폭으로 따지면 몇배의 차이가 있지만, 실제로는 그렇게 큰 차이가 없습니다. 이런 차이는 해상도가 올라갈 수록 더 좁아집니다.

▼ 배트맨 아캄나이트 게임으로 측정한 결과는 다음과 같습니다. 왼쪽 그래프에서는 3.0 X16이 오히려 2.0 X16의보다 낮게 나왔습니다. 물론 오차 등으로 발생한 결과겠죠. 2560*1440 해상도에서는 1% 내외의 무의미한 차이만 존재합니다.

▼ 문명 6 로 테스트한 성능 차이를 보시면, 배트맨 아캄나이트에서와 같이 거의 같다고 할 수 있을 정도의 미미한 차이만이 존재합니다. 1.1과 3.0의 차이는 약 1% 입니다. 물론 게임마다 이 차이는 조금씩 다르죠.

▼ 콜오브듀티 블랙옵스 3 의 결과를 보시면, 1920*1080 해상도와 2560*1440 해상도에서의 PCI-E 버전별 성능 차이가 거의 없는 것을 볼 수 있습니다. 해상도가 올라가면 오차범위 내에서 모두 같은 것을 볼 수 있습니다.

▼ 둠(DOOM) 에서의 결과는 다른 게임들에 비해 조금 차이가 있는 것으로 나타났습니다. 하지만 이것 또한 140 FPS와 138 FPS 이고, 해상도가 높아지면 더 줄어드는 것으로 나타납니다.

▼ 폴아웃4의 결과는 딱히 언급할 필요가 없는 그래프를 보여주고 있습니다. 위에서 말씀 드렸듯이, 게임마다 조금씩 차이가 있긴 하지만 폴아웃 4의 경우는 1.1과 2.0, 3.0의 차이가 1% 도 발생하지 않았습니다.

▼ GTA5 의 측정 그래프 또한 마찬가지입니다. 그래프 길이의 차이가 조금 있는 것으로 보이지만, 초당 158.9 프레임과 156 프레임은 의미있는 차이가 아니지 않나 싶습니다.

▼ PCI-E 1.0과 2.0, 3.0 의 성능 차이를 종합한 결과는 아래 그래프에서 볼 수 있습니다. 결국, 엔비디아(Nvidia) 최상의 시리즈인 지포스 GTX1080 그래픽카드로도 PCI 익스프레스 대역폭에 따른 성능차이는 그다지 의미를 둘 필요가 없다는 것을 알 수 있습니다. 이제 곧 PCI-Express 4.0 이 나올 것이고, 차후에는 5.0 등으로 계속 상승할텐데, 아마 그때에서도 이러한 차이를 보여줄지 궁금하네요.

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