nsight-graphics post

Author: pineoc

source/_posts/Grahpics-nsight.md

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+title: "(Game Dev Study) Grahpics - nsight-graphics"
+date: 2024-09-19 15:00:35
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+  - Tech
+  - Game
+tags:
+  - Graphics
+  - nsight-graphics
+  - Profiling
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+## nsight-graphics 란?
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+![](https://private-user-images.githubusercontent.com/5077086/368835823-b3d1a1b5-2948-447d-b258-c345a7c19de1.png?jwt=eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.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.kcQfEVW_6jMzXuDY2yw5Ikh-noTr9Xwrr4uea2Zvrmk)
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+https://developer.nvidia.com/nsight-graphics
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+Nsight Graphics는 NVIDIA에서 제공하는 그래픽 디버깅 및 프로파일링 툴로, 게임 개발이나 그래픽 애플리케이션 개발에서 성능 최적화와 문제 해결을 돕는 도구입니다.
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+- **프레임 분석**: 개별 프레임을 세밀하게 분석하여 렌더링 파이프라인의 각 단계에서 발생하는 성능 병목을 파악할 수 있습니다.
+- **셰이더 디버깅**: 셰이더 코드를 실시간으로 디버깅하고 성능을 분석할 수 있어, 비효율적인 셰이더나 그래픽 문제를 빠르게 찾아 해결할 수 있습니다.
+- **GPU 성능 분석**: GPU 사용량과 자원 분배를 분석해 성능 병목을 파악하고, 멀티스레딩 및 CPU와 GPU 간의 효율적인 작업 분배를 돕습니다.
+- **메모리 분석**: GPU 메모리와 VRAM 사용을 추적하여 메모리 누수나 과도한 사용을 발견하고, 리소스 최적화를 지원합니다.
+- **API 호출 추적**: DirectX, Vulkan, OpenGL 등 다양한 그래픽 API 호출을 추적하여 비효율적인 패턴을 찾고 수정할 수 있습니다.
+- **프레임 리플레이**: 문제가 있는 프레임을 저장하고 나중에 재생하여, 렌더링 오류나 크래시 문제를 효과적으로 디버깅할 수 있습니다.
+- **실시간 성능 모니터링**: 게임 실행 중 HUD와 성능 그래프를 통해 성능 상태를 실시간으로 확인하고 최적화 포인트를 찾을 수 있습니다.
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+## nsight-graphics으로 분석할 수 있는 것
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+홈페이지에서 소개하고 있는 내용을 먼저 살펴보겠습니다.
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+**Track GPU Performance**
+최소한의 오버헤드로 GPU 처리량과 사용률을 분석하여 편향되지 않은 활동 데이터를 수집합니다. 
+캡처된 타임라인에서 중요한 성능 마커를 세부적으로 분석하고, 하드웨어 유닛의 처리량, 캐시 적중률, 메모리 처리량 등을 검사할 수 있습니다.
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+**Analyze GPU Traces**
+Nsight Graphics는 캡처된 GPU 추적에 대한 자동 성능 분석을 지원합니다. 
+스트리밍 멀티프로세서(SM) 성능에 대한 심층 프로파일링은 여러 프레임에 걸친 셰이더 실행을 자동으로 추적하여 이루어집니다.
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+**Debug Ray-Tracing and Shaders**
+레이 트레이싱 API 호출을 디버깅하고 상태를 검사할 수 있습니다. Ray Tracing Inspector는 가속 구조를 노출하여 씬의 지오메트리와 레이의 교차를 최적화하는 데 도움을 줍니다. 
+또한 레이 트레이싱의 효율성을 확인하여 레이 탐색 속도가 높은지 확인할 수 있습니다.
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+Vulkan 셰이더 디버거를 통해 셰이더 코드를 디버깅할 수 있으며, 이를 통해 렌더 파이프라인에서 실시간으로 셰이더 소스를 확인하고 직접 수정할 수 있습니다.
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+**Profile Ray-Tracing Shaders**
+Nsight Graphics의 셰이더 프로파일러는 셰이더 데이터를 노출하여, 정체 현상과 그 원인을 파악할 수 있게 합니다. 
+실시간 셰이더 프로파일러는 실시간으로 가장 비용이 많이 드는 셰이더를 확인할 수 있습니다. 
+셰이더 타이밍 히트맵은 픽셀별로 셰이더 처리 시간 지연이 발생한 부분을 씬에 겹쳐 시각화합니다.
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+레이 트레이싱 셰이더의 프로파일링은 GPU에 대한 광범위한 지식을 요구하는 복잡한 작업이지만, 이러한 기능을 통해 프로파일링 과정을 간소화하고 직관적으로 만들 수 있습니다.
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+**Export C++ Capture**
+CPU 부하가 적은 환경에서 프레임 분석을 수행할 수 있는 독립된 C++ 프로젝트를 생성합니다. 
+이를 통해 원래의 애플리케이션에 구속되지 않고 반복 가능한 고립된 분석을 수행할 수 있으며, 최적화 실험을 안전하게 진행할 수 있는 보호된 환경을 제공합니다.
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+요약해보면... 아래 정도겠군요.
+**"GPU 성능 분석, 셰이더 및 레이 트레이싱 디버깅, 실시간 프로파일링을 통해 게임 및 그래픽 애플리케이션 개발에서 최적화와 문제 해결을 돕는 도구"**
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+## 살짝 사용해본 경험
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+![](https://github.com/user-attachments/assets/b09ecbb5-2684-4319-9cce-43c983b9fd39)
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+* 테스트해볼 테스트 프로그램을 찾고 실행하는데 까지 뭔가 어렵다는 느낌은 있었습니다만 실행은 해보았어요.
+* Nsight Graphics를 실행 -> Start Activity 할때 사용할 프로그램을 선택하고 실행하면 알아서 프로파일링 툴이 프로그램에 붙습니다.
+* 프레임 디버깅을 실행했을 때, 렌더링 이벤트에 따라 어떤 API들이 호출되는지 디버깅할 수 있네요. (사실 봐도 어떤 내용인지 모르겠음)
+* Draw, Command 실행 등 눈에 띄는 이벤트나 API들을 확인할 수 있었습니다.
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+![](https://d29g4g2dyqv443.cloudfront.net/sites/default/files/akamai/track-gpu-performance-630x354.jpg)
+Nvidia 예시로는 이렇게도 다 볼 수 있다는데... 툴 창에서 이것저것 더 만져봤어야하나봅니다 😂
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+> Nvidia 그래픽카드에서 동작할 경우 그래픽스 디버깅에 사용할 수 있는 툴로 사용해볼 수 있겠네요.
+> (AMD 그래픽카드에서 사용할 수 있는지는 모르겠군요)
+> 엔비디아가 하드웨어 레이 트레이싱을 밀고 있어서 이 툴에도 레이 트레이싱 디버깅과 관련한 기능이 좀 있다는 생각도 들었습니다.
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+짧게 살펴보고 이만 마치겠습니다 😁
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+## 가이드 문서, 자료
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+- NVIDIA Nsight videos: https://www.nvidia.com/en-us/on-demand/playlist/playList-c9450de5-2ffd-4ea9-8a1b-24aeeaf49d4e/
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+## 다른 그래픽스 분석 툴
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+- RenderDoc: https://renderdoc.org/
+- Intel Graphics Performance Analyzers: [https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/tools/graphics-performance-analyzers/overview.html](https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/tools/graphics-performance-analyzers/overview.html)