[ Vlukan 연구 ] 들어가며

주의 : 이 문서는 초심자 튜토리얼이 아닙니다. 기본 개념 정도는 안다고 가정합니다. 초심자는 [ Vulkan Tutorial ] 이나 [ Vulkan Samples Tutorial ] 을 보면서 같이 보시기 바랍니다.

경고 : Vulkan 에 대해서 완벽하게 이해하고 작성된 글은 아닙니다. 공부하면서 정리한 글이라 오류가 있을 수 있으니 이상하면 참고자료를 확인하세요.

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원래 AMD 에는 Mantle 이라는 저수준 Graphics API 가 있었습니다. 

예전에 다니던 회사에 AMD 직원이 와서 홍보를 하던 기억이 나네요. 그 당시에 혹하기는 했지만, AMD 의 특정( 최신 ) 하드웨어에서만 지원된다는 점에서 그냥 "와~ 놀랍네" 하고 말았던 기억이 납니다.

역시나 특정 하드웨어에 종속되어 있기 때문에 대중화에 실패한 것 같습니다. 일부 콘솔 게임( video game )들만이 Mantle 로 출시되었습니다. 하지만 이것이 보여준 드라마틱한 성능은 Vulkan, Direct3D 12 와 같은 저수준 API 의 시대를 열었다는데 의의가 있다는 생각이 듭니다.

특히나 Vulkan 의 경우에는 Mantle 의 자손이라고 할 수 있습니다. AMD 가 Mantle 을 Khronos Group 에 기증했고 그걸 기반으로 Vulkan 이 만들어졌기 때문입니다. 역시 Open Source 핵심 진영인 Khronos 답게 이것을 Cross-Platform API 로 만들었습니다. 그리고 특정 언어에 종속되지 않는 SPIR-V binary 를 사용하여 언어의 호환성을 유지합니다. 그러므로 GLSL 이나 HLSL 을 사용해 shader 를 작성하는 것이 가능합니다.

재밌는 건 이것이 OpenGL ES 3.1 이나 OpenGL 4.x 이상을 지원하고 있다는 것입니다. Direct3D 12 가 Window 만을 지원하고 있고 Geforce GTX 급의 카드에서만 안정적으로 지원된다는 것을 고려하면, 요즘과 같은 Cross-Platform 시대에는 Vulkan 이 대세가 되지 않을까 싶습니다.

게다가 성능은 구현측에 달려 있기는 하지만 벤치마킹 업체에서 내 놓은 결과를 보면 의미심장합니다. 아래 이미지들은 [ Quick Look: Comparing Vulkan & DX12 API Overhead on 3DMark ] 에서 가지고 왔습니다.

흥미로운 점은 Mantle 을 만든 AMD 의 카드에서 Vulkan 성능이 더 안 나온다는 겁니다. 참 이상한 결과가 아닐 수 없습니다. 역시 AMD 가 Radeon 을 인수하고 나서 그래픽스 카드쪽으로는 별로 힘을 못 쓰는 것 같네요.

어쨌든 제 예상으로는 Cross-Platform 환경에서 Vulkan 은 대세가 될 것이라 봅니다. 특히나 extension 이나 layer 를 통해서 API 를 확장하고 강화할 수 있는 가능성을 열어 두고 있기 때문에, 성능과 기능을 개선할 수 있는 연구들이 많이 나오지 않을까라는 생각이 듭니다.

그런데 문제는 Vulkan 을 배우는 것이 너무 어렵다는 것입니다. Open Source 의 한계 때문인지 Specification 문서나 API 사용 튜토리얼 류의 글만 잔뜩 있습니다. 게다가 C 로 구현되어 있기 때문에 추상화된 관점에서 API 를 익히기가 어렵습니다.

한 달이 넘는 시간 동안 ( 시간이 날 때마다? ) 열심히 공부해서 렌더러를 구성해 보려고 노력했지만, 추상화와 Glslang 및 reflection 의 벽에 막혀 삼각형 하나도 렌더링하지 못했습니다. D3D9 이나 D3D11 으로 렌더러를 구현했을 때와 비교해 보면 정말 어렵다는 생각이 듭니다.

그래서 이번 기회에 저의 실력을 향상시키고 Vulkan 에 입문하는 분들에게 조금이라도 도움이 될 수 있었으면 하는 바람으로 [ Vulkan 연구 ] 시리즈를 만들어 보기로 했습니다. 

제대로 아는 것이 아니기 때문에 목차는 정하지 않았지만, Vulkan Specification 의 순서대로 진행을 하려고 하지만, 명세를 읽다가 궁금해지는 부분들을 집중적으로 파보는 방향으로 진행될 가능성이 높습니다.