[U-Render] 시간과 에너지의 최적화에 관한 몇 가지 사실!

렌더링 시간 및 비용적인 측면에서 유용한 자료인 것 같아 내용 공유합니다.

 

 

일본의 Soza-all 스튜디오에서 어떻게 리얼-타임 렌더링이 성공의 전환점이 되었는지에 대하여 설명합니다.

영화, TV 쇼 및 상업 광고를 위한 VFX 분야의 프리랜서로 12년간 일해 온 Shinya Hakamata는 2020년 4K CGI스톡 영상들을 위한 에이전시인 Soza-all을 설립하였습니다.

시간이 지나면서 그가 납품해야 하는 프로젝트의 양을 더 이상 지속하기가 불가능해졌습니다.

Shinya Hakamata는 늘 고유 렌더러를 사용해 왔으며, 따라서 프로젝트의 양이 늘어날 수록 렌더링 시간이 계속 늘어날 수밖에 없었습니다. 결국 늘어나는 프로젝트와 더욱 촉박해지는 납기는 Shinya Hakamata에게 프로젝트 당 사용되는 워크스테이션의 수를 늘려야 하는 결정을 할 수 밖에 없었습니다.

PC의 수를 늘리면 필요한 렌더링을 동시에 진행할 수 있어 분명 시간을 절약할 수 있지만, 하지만 그만큼 늘어나는 비용은 어디에 청구할 수 있을까요?

狼煙 feat DAI JAP&Chikara&流句(極彩色) (Pro.Modeous)Noroshi LyricVideo

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일반적으로 렌더링 작업에는 매우 강력한 워크스테이션이 사용됩니다.

CPU 기반 렌더링 워크스테이션의 경우, 초점은 가능한 많은 프로세싱 코어를 가진 고성능 CPU를 사용하는 것입니다. 여러 CPU 소켓을 가진 시스템들(예, 인텔 Xeon 시스템 또는 AMD Epyc) 또는 많은 코어를 가진 단순한 CPU 시스템들(예, 64-코어의 AMD Ryzen Threadripper)이 있는 데, 이러한 시스템들은 매우 고가입니다.

GPU 기반 렌더링 솔루션의 경우에는, 전형적으로 동시에 여러 개의 GPU를 사용합니다. 이를 위하여, 파워 서플라이와 메인 보드들이 그에 맞도록 설계되어야 합니다. 보통 GPU 렌더링을 위하여 워크스테이션 내에 2-3개의 GPU들을 장착하는 데, 7개까지의 GPU를 장착한 시스템들도 있습니다. 이들은 보통 판매되는 가장 강력한 모델들을 사용합니다.

그 이외에도 Shinya Hakamata에게는 일본의 높은 전기료도 무시 못할 요소였습니다.

Full-HD 해상도의 이미지 하나에 대한 평균적인 컴퓨팅 시간은 보통 10분에서 30분 이내입니다. CPU 렌더러의 경우에는 이보다 훨씬 더 걸릴 수도 있으며 컴퓨팅 시간은 항상 씬의 복잡도에 따라 달라집니다.

보다 명확하고 단순하게 하기 위하여, 예상되는 에너지 소비 즉, 소비 전력을 계산해 보았습니다. 그리하여 여러 워크스테이션의 소비 전력은 동일하게 1 kWh로 가정하였습니다.

실제로는 하이엔드 CPU 또는 다중 GPU 시스템의 경우, U-Render에 필요한 중간급의 하드웨어보다 더 많은 전력을 소비합니다.

상세한 비용 명세서

1분짜리 애니메이션의 경우, 초당 최소 25 프레임이 필요하기 때문에 보통 1500개의 이미지가 필요합니다. 프레임 레이트가 높을수록 즉, 초당 30 또는 60 프레임의 경우에는 더 많은 이미지가 필요합니다;

분당 프레임 수 = 25 프레임/초 * 60 초 = 1,500 프레임

GPU와 CPU 렌더러에 대한 경험치와, U-render의 경우 넉넉하게 10초/프레임을 기반으로 볼 때, 이 1분짜리 애니메이션의 렌더링 시간을 비교하면;

• CPU 렌더러: 35분/프레임 = 1,500 * 35 = 52,500 min = 875 h = 36.46 days

• GPU 렌더러: 10분/프레임 = 1,500 * 10 = 15,000 min = 250 h = 10.42 days

• U-Render: 10초/프레임 = 1,500 * 0.17 = 255 min = 4¼ h = 0.18 days

전력 소비를 1,000 W (1 kWh)로 가정하고 kWh당 비용을 0.15 €로 계산하면, 1분 짜리 애니메이션을 처리하는 데 아래와 같은 비용이 소요됩니다:

• CPU 렌더러: 875 * 0.15 = 131.25 €

• GPU 렌더러: 37.50 €

• U-Render: 0.64 €

고객이 연간 30분의 애니메이션을 요구하는 경우, 에너지 비용은;

• CPU 렌더러: 3,937.50 € / year

• GPU 렌더러: 1,125.00 € / year

• U-Render: 19.20 € / year

 

“작업을 제 시간 안에 끝내거나 납품할 수 없을 것 같아 고민인데, 제 시간에 납품하려면, PC의 수를 늘려야 합니다, 하지만, PC가 늘어날수록 전기세도 늘어납니다.” – Soza-all.

돌파구

하지만 워크스테이션의 수를 늘리는 것만이 해결책은 아닙니다. Shinya는 그가 즐겨 사용하는 3D 어플리케이션인 Cinema 4D와 완벽하게 호환되는 리얼-타임 렌더러인 U-Render를 발견하였습니다.

U-Render는 상대적으로 낮은 하드웨어 사양에서 동작하며, 또한 전용 그래픽 카드가 있는 잘 갖추어진 노트북에서도 사용 가능합니다. 상당한 하드웨어 구입 비용을 절감할 수 있습니다.

리얼 타임 솔루션이기 때문에, U-Render는 동작시 에너지 소모 또한 획기적으로 낮아집니다.

또한 추가적으로 짧은 컴퓨팅 시간으로 인하여 하드웨어의 사용 시간 또한 크게 줄어듭니다.

이는 곧 하드웨어의 수명 주기에 걸쳐 지속적으로 절감액이 크게 누적된다는 것을 의미합니다.

U-Render로 작업을 시작하는 것은 매우 쉬워, 그 동안 사용해오던 것 이외의 새로운 툴을 배울 필요가 없는 것처럼 아주 쉽습니다. 또한 기존의 프로덕션 프로세스를 바꿀 필요도 없습니다.

고품질 결과물에 만족한 Soza-all의 창업자는 모든 기능들을 시험해 보았으며 그가 가장 즐겨 사용하는 기능들은: IBL (Image Based Lighting), Displacement Mapping 및 색수차(Chromatic Aberration) 등입니다.

“U-Render로 렌더링하는 것은 극히 빠릅니다.

스탠다드 렌더러로 프레임당 10분 이상 소요되던 렌더링 시간이 10초 ~ 20초로 획기적으로 줄었습니다.

이는 4K 및 8K와 같은 고 해상도 작업에서는 특별히 더 의미가 있습니다.”