그래픽카드 한 개에서 NVENC 개수와 인코딩 성능 관계 분석

NVENC 개수와 인코딩 성능 관계 분석

NVIDIA의 GPU 중에서도 고급형 모델은 NVENC (NVIDIA Encoder) 가 여러 개 탑재되어 있는 경우가 있다. 일반적으로 NVENC가 1개 있는 모델보다 2개 또는 3개 있는 모델이 인코딩 성능이 뛰어나지만, 이것이 반드시 단일 영상의 인코딩 속도를 증가시키는 것은 아니다. 대신 여러 개의 비디오를 동시에 인코딩하거나, 병렬 인코딩 처리 능력(Throughput)을 증가시키는 역할을 한다. 이 글에서는 NVENC의 역할과 여러 개의 NVENC가 있는 경우 어떤 이점이 있는지를 자세히 설명한다.

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1. NVENC란?

NVENC (NVIDIA Video Encoder) 는 NVIDIA GPU에 내장된 하드웨어 기반 비디오 인코딩 엔진이다. 이 엔진은 CPU 대신 GPU에서 직접 비디오 인코딩을 수행하여, CPU의 부담을 줄이면서 고속 인코딩을 가능하게 한다.

1.1. NVENC의 주요 특징

• 하드웨어 가속 인코딩: CPU 기반 소프트웨어 인코딩(x264, x265 등)과 달리, NVENC는 GPU 내부에서 전용 하드웨어 블록을 사용하여 인코딩을 수행한다.
• 낮은 CPU 사용률: CPU 기반 인코딩과 비교했을 때, NVENC를 사용하면 CPU 부담이 거의 없거나 최소화된다.
• 고속 인코딩: 실시간 4K 또는 8K 영상도 빠르게 인코딩 가능.
• 멀티스트림 지원: 여러 개의 영상 스트림을 동시에 인코딩할 수 있음.

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2. NVENC 개수가 증가하면 성능이 향상될까?

2.1. 단일 NVENC vs 다중 NVENC

NVIDIA의 상위급 GPU, 예를 들어 Quadro, RTX 5000/6000, A6000, H100 등의 모델은 하나 이상의 NVENC 엔진을 탑재하고 있다. 일반적인 GeForce RTX 4060, 4070 같은 소비자용 GPU는 1개의 NVENC를 포함하며, 상위 모델인 RTX 4090, RTX 6000 Ada 같은 제품은 2개 이상의 NVENC를 가지고 있다.

하지만 여기서 중요한 점은 NVENC 개수가 늘어난다고 해서 단일 영상의 인코딩 속도가 반드시 증가하는 것은 아니다.
그 이유는 다음과 같다:

1. 단일 영상은 하나의 NVENC에서 처리됨
   • NVENC는 기본적으로 하나의 비디오 스트림을 하나의 엔진에서 처리하도록 설계됨.
   • 단일 인코딩 작업에서는 추가적인 NVENC 엔진을 활용하지 못할 가능성이 높음.
   • 즉, NVENC가 2~3개 있다고 해도 단일 영상 인코딩 속도 자체가 2배, 3배 빨라지는 것은 아님.
2. 멀티 스트림 처리에 유리
   • NVENC가 여러 개 있을 경우 여러 개의 동영상을 동시에 인코딩 가능.
   • 예를 들어, NVENC가 3개인 GPU는 3개의 동영상을 각각 개별적으로 인코딩할 수 있음.
   • 따라서 스트리밍 서버나 영상 변환 작업에서 다중 비디오를 동시에 처리할 때 성능 향상이 큼.

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3. Throughput(처리량) 증가는 어떤 의미인가?

NVENC의 개수가 늘어나면 GPU의 Throughput (처리량) 이 증가한다고 한다. 이는 단순히 속도가 빨라진다는 의미가 아니라, 더 많은 데이터를 동시에 처리할 수 있다는 뜻이다.

3.1. Throughput 증가의 의미

• 단일 인코딩 속도 증가와 다름
  • NVENC가 여러 개 있다고 해도 단일 비디오 인코딩 속도가 증가하는 것은 아님.
  • 하지만 여러 개의 비디오를 동시에 인코딩할 경우 NVENC가 많을수록 처리량이 증가함.
• 동시 처리 스트림 수 증가
  • NVENC가 3개 있는 GPU는 동시에 3개의 비디오를 인코딩 가능.
  • 예를 들어, 4K 비디오를 3개 인코딩하는 경우, NVENC가 1개 있는 GPU에서는 순차적으로 처리해야 하지만, NVENC가 3개 있는 경우 동시에 3개의 비디오를 인코딩 가능하여 전체 처리 시간이 단축됨.
• 라이브 스트리밍에서 효과적
  • 여러 개의 라이브 스트리밍을 동시에 송출하는 경우 NVENC 개수가 많을수록 여러 개의 스트림을 동시에 처리할 수 있음.
  • 예를 들어, 게임 스트리밍을 하면서 Twitch, YouTube, Facebook에 동시에 송출하는 경우, 각 스트림을 별도의 NVENC에서 처리할 수 있어 성능이 향상됨.

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4. NVENC 개수 증가가 유용한 경우

NVENC가 여러 개 있는 GPU는 특정한 환경에서 매우 유용하다. 예를 들어:

1. 라이브 스트리밍 서버
   • NVENC가 여러 개 있으면 동시에 여러 개의 방송 송출 가능.
   • 기업이나 방송국에서 여러 개의 스트리밍을 관리하는 경우 매우 중요함.
2. 비디오 트랜스코딩 서버
   • Netflix, YouTube 같은 플랫폼에서는 수많은 비디오를 동시에 변환해야 함.
   • NVENC가 많을수록 동시에 변환할 수 있는 비디오 수가 증가함.
3. 보안 및 감시 시스템 (CCTV 서버)
   • 여러 대의 CCTV 영상을 실시간으로 인코딩하여 저장해야 하는 경우.
   • NVENC가 많을수록 다중 카메라 피드를 동시에 저장 가능.
4. 가상 데스크톱 인프라 (VDI, Virtual Desktop Infrastructure)
   • 여러 사용자가 원격으로 접속하여 GPU 기반 그래픽 작업을 수행할 때 NVENC를 이용하여 원격 스트리밍 품질을 향상시킬 수 있음.

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5. 결론: NVENC 개수가 많으면 어떤 이점이 있는가?

✅ 여러 개의 비디오를 동시에 인코딩할 수 있어 처리량(Throughput)이 증가
✅ 멀티 스트리밍 환경에서 성능이 크게 향상됨
✅ 서버 환경(비디오 트랜스코딩, CCTV, 클라우드 게이밍)에서 유용함
✅ CPU 부담이 낮아지고 실시간 처리 능력이 향상됨

❌ 단일 비디오 인코딩 속도가 NVENC 개수에 비례하여 증가하는 것은 아님
❌ 일반적인 개인 사용자의 경우 NVENC가 1개만 있어도 충분한 경우가 많음

따라서, NVENC 개수가 많아질수록 단일 비디오의 인코딩 속도가 증가하는 것은 아니지만, 여러 개의 비디오를 동시에 처리할 수 있는 능력(Throughput)이 향상된다. 서버, 방송국, 클라우드 게이밍, 보안 시스템 등 다중 영상 처리가 필요한 환경에서는 NVENC 개수가 많은 GPU가 매우 유용하다.