그래픽카드는 GPU 칩 하나가 아니라 완성된 확장카드다. GPU와 VRAM을 가운데 두고 전원을 바꿔 주는 VRM, 부품을 올린 기판, 카드를 초기화하는 VBIOS, 영상 신호를 내보내는 출력 회로, 열을 빼는 냉각기가 한 보드에 함께 올라간다. 같은 GPU를 쓰는 카드가 여러 종류로 갈리는 이유도 여기에 있다. GPU 제조사는 칩을 공급하고, 전원부 구성과 전력 제한, 쿨러 크기, 포트 조합, 기판 길이는 보드 파트너가 각자 정한다.
카드 구성
- 연산
- GPU 코어와 VRAM
- 전원
- 12V를 코어·메모리 전압으로 바꾸는 VRM
- 기판·펌웨어
- PCB와 카드를 초기화하는 VBIOS
- 출력
- 영상 신호를 내보내는 출력 회로와 포트
- 냉각
- 히트싱크와 팬으로 열을 빼는 구조
누가 정하는가
- GPU 제조사
- 칩을 공급한다
- 보드 파트너
- 전원부, 전력 제한, 쿨러 크기, 포트 조합, 기판 길이
- VBIOS
- 초기화 절차와 전력 한계·팬 곡선 정책을 담는다
전원과 출력
- 슬롯 전원
- PCIe Edge Connector로 데이터와 전력을 함께 받는다
- 보조전원
- 슬롯 한계를 넘는 카드는 케이블을 따로 꽂는다
- 출력 조건
- 출력 엔진·포트·케이블·모니터가 같은 모드를 지원해야 나온다
- 물리
- 길이·높이·두께·브래킷·커넥터 공간을 함께 본다
카드 아래쪽의 PCIe Edge Connector는 데이터 통로이면서 슬롯에서 일정량의 전력을 함께 받아 온다. 슬롯이 감당할 수 있는 전력에는 한계가 있어서, 전력을 많이 쓰는 카드는 케이블을 따로 꽂는 보조전원을 쓴다. 보드로 들어온 12V는 VRM에서 GPU 코어와 메모리가 필요로 하는 낮은 전압으로 다시 바뀐다. VBIOS에는 카드를 켜는 절차뿐 아니라 전력 한계와 팬 곡선 같은 정책이 들어 있어서, 같은 칩을 쓴 카드라도 동작이 달라진다.
출력 포트가 달려 있다는 사실과 원하는 해상도·주사율이 실제로 나온다는 사실은 별개다. GPU의 출력 엔진, 포트 규격, 케이블, 모니터가 같은 모드를 지원해야 화면이 나온다. 포트가 HDMI 2.1이어도 케이블이 그 대역폭을 감당하지 못하면 더 낮은 모드로 떨어진다. 물리적인 크기도 함께 따져야 한다. 카드의 길이와 높이, 두께, 브래킷 모양, 전원 커넥터가 차지하는 공간은 케이스와 기구에서 확인한다.
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방열판을 제거한 NVIDIA GeForce GTX 780의 기판. 중앙 GPU 패키지와 주변 메모리 칩, 오른쪽 전원 회로 및 보조전원 커넥터를 볼 수 있다. 부품 배치는 모델별로 다르며, 분해를 권장하는 사진은 아니다.
이미지: GBPublic_PR / Wikimedia Commons, CC BY 2.0. Wikimedia Commons 제공 축소본. 별도 크롭·색상 변경 없음.
