게임을 하다가 작업 관리자나 NVIDIA 성능 오버레이를 켜보면 CPU와 GPU 사용률이 실시간으로 표시됩니다.
그런데 숫자를 보고 나면 오히려 새로운 걱정이 생기기도 합니다.
“GPU 사용률이 100% 가까이 나오는데 괜찮은 걸까?”
“FPS는 낮은데 GPU가 50%밖에 안 쓰이는 건 왜 그럴까?”
“CPU 사용률이 낮으면 CPU 병목은 아닌 걸까?”
저도 젠레스 존 제로의 프레임 저하 원인을 찾으면서 FPS뿐 아니라 CPU와 GPU 사용률을 계속 확인해봤습니다.
그 과정에서 알게 된 중요한 점은 사용률 숫자 하나만 보고 PC 상태나 병목을 판단하면 안 된다는 것입니다.
게임에서 CPU와 GPU는 서로 다른 일을 합니다
게임을 실행할 때 CPU와 GPU는 서로 협력해서 하나의 프레임을 만들어냅니다.
CPU는 게임 로직, 물리 연산, AI, 위치 정보 같은 여러 작업을 처리하고 GPU에 렌더링에 필요한 명령을 전달합니다.
GPU는 전달받은 정보를 바탕으로 화면에 표시할 그래픽을 실제로 렌더링합니다.
따라서 둘 중 어느 한쪽의 작업이 늦어지면 다른 쪽이 기다리게 될 수 있습니다.
GPU에 충분히 빠르게 작업을 전달하지 못해 GPU가 기다릴 수 있습니다.
GPU가 먼저 한계에 도달하는 경우
CPU가 준비한 작업을 GPU가 처리하는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.
이처럼 한 부품의 처리 속도가 전체 성능을 제한하는 상황을 일반적으로 병목(Bottleneck)이라고 부릅니다.
GPU 사용률 100%는 무조건 문제가 아닙니다
GPU 사용률이 95~100%에 가까우면 그래픽카드가 고장 날 것처럼 느껴질 수도 있습니다.
하지만 게임이 GPU 성능을 충분히 활용하는 상황이라면 높은 GPU 사용률 자체는 비정상이라고 볼 수 없습니다.
그래픽 옵션이나 해상도가 높고 FPS 제한에 걸리지 않은 상태에서 GPU가 계속 렌더링 작업을 하고 있다면 GPU 사용률이 높은 것은 자연스러운 결과일 수 있습니다.
오히려 성능이 필요한 상황인데도 GPU 사용률이 낮고 FPS까지 낮다면 다른 부분이 GPU의 작업을 기다리게 만들고 있는지 확인할 필요가 있습니다.
다만 GPU 사용률이 높다는 사실과 GPU의 온도나 냉각 상태가 정상이라는 것은 별개의 문제입니다.
사용률뿐 아니라 온도, 클럭, 전력 상태, 프레임과 프레임타임 등을 함께 살펴보는 편이 좋습니다.
FPS가 낮은데 GPU 사용률도 낮다면?
제가 젠레스 존 제로의 프레임 저하를 확인하던 당시 흥미로운 장면이 있었습니다.
전투 중 FPS가 56까지 내려간 순간이었는데 GPU 사용률은 약 53%, CPU 사용률은 약 45%로 표시됐습니다.
즉 이 순간만 보면 RTX 3080의 GPU 사용률이 100%에 도달해서 프레임이 떨어진 상황은 아니었습니다.
그렇다고 이 숫자 하나만 보고 “CPU 병목이다”라고 바로 결론을 내려서도 안 됩니다.
CPU 전체 사용률은 여러 코어와 논리 프로세서의 사용량을 종합한 값이기 때문입니다.
CPU 사용률 40%라도 CPU 쪽이 제한 요인이 될 수 있습니다
게임에서 CPU 사용률을 볼 때 특히 주의해야 하는 부분입니다.
예를 들어 여러 코어를 가진 CPU에서 게임의 중요한 작업이 일부 스레드에 집중된다면 전체 CPU 사용률은 100%에 훨씬 못 미칠 수 있습니다.
따라서 전체 CPU 사용률이 40~50%라고 해서 CPU 쪽 제한 가능성을 바로 제외할 수는 없습니다.
Windows 작업 관리자에서는 CPU 그래프를 논리 프로세서별로 나눠서 확인할 수 있습니다.
1. Ctrl + Shift + Esc를 눌러 작업 관리자를 실행합니다.
2. 성능 → CPU로 이동합니다.
3. CPU 그래프에서 마우스 오른쪽 버튼을 누릅니다.
4. 그래프 변경 → 논리 프로세서를 선택합니다.
이렇게 하면 CPU 전체 평균만 보는 대신 각 논리 프로세서의 부하가 어떻게 분산되고 있는지 확인할 수 있습니다.
제가 젠레스 존 제로 문제를 확인했을 때도 이 방법으로 i7-12700F의 논리 프로세서별 사용률을 확인했습니다.
당시에는 일부 스레드의 부하가 높기는 했지만 특정 논리 프로세서 하나가 계속 100%에 붙어 있는 전형적인 형태는 뚜렷하게 나타나지 않았습니다.
같은 게임에서도 사용률은 계속 달라집니다
CPU와 GPU 사용률은 게임별로만 달라지는 것이 아닙니다.
같은 게임에서도 장소와 전투 상황에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
다른 전투 장면에서는 FPS가 110, GPU 사용률이 약 69%, CPU 사용률이 약 53%까지 올라갔습니다.
앞의 56FPS 장면과 같은 게임인데도 FPS와 하드웨어 사용률이 모두 달라졌습니다.
게임에서는 NPC 수, 이펙트, 오브젝트, 그림자, 물리 연산, 게임 로직 등 장면에 따라 필요한 작업량이 계속 달라집니다.
그래서 한 번 찍힌 CPU·GPU 사용률만 보고 게임 전체의 상태를 판단하기보다는 문제가 반복되는 장소와 상황을 기준으로 확인하는 것이 중요합니다.
다른 게임에서도 숫자 하나만으로 판단하기 어렵습니다
명조에서도 비슷한 예를 볼 수 있었습니다.
이 장면에서는 FPS가 81, GPU 사용률은 약 55%, CPU 사용률은 약 34%로 표시됩니다.
이 숫자만 보고 GPU나 CPU가 성능을 제대로 사용하지 않는다고 단정할 수는 없습니다.
FPS 제한, V-Sync나 VRR, 게임 엔진의 동작, 현재 장면의 부하, CPU 스레드 분배 등 여러 조건이 사용률에 영향을 줄 수 있기 때문입니다.
특히 FPS 제한에 이미 도달해 있다면 GPU가 굳이 100%까지 동작할 이유가 없는 상황도 생길 수 있습니다.
GPU 병목은 어떤 모습으로 나타날까요?
가장 단순한 형태의 GPU 병목에서는 GPU가 지속적으로 높은 부하를 받고 CPU 쪽에는 상대적으로 여유가 남을 수 있습니다.
Intel의 게임 성능 분석 자료에서도 GPU가 렌더링 작업을 처리하는 속도가 전체 프레임 속도를 제한하면 GPU 쪽이 시스템의 제한 요소가 될 수 있다고 설명합니다.
이 경우 그래픽 옵션이나 해상도를 낮췄을 때 FPS가 의미 있게 상승한다면 GPU 부하가 주요 원인이었을 가능성을 추가로 확인할 수 있습니다.
하지만 GPU 사용률 99%라는 숫자 하나만으로 PC 전체에 문제가 있다고 판단해서는 안 됩니다.
CPU 쪽 제한은 조금 더 복잡합니다
CPU 쪽 문제는 전체 사용률만으로 알아보기 어려운 경우가 있습니다.
게임마다 CPU 코어를 활용하는 방식이 다르고 일부 작업은 여러 코어에 완벽하게 나눠 처리하기 어렵기 때문입니다.
CPU 쪽 제한이 의심된다면 다음 항목을 함께 확인하는 편이 좋습니다.
● 논리 프로세서별 사용률
● CPU 클럭과 온도
● GPU 사용률
● 실제 FPS와 프레임타임
● 백그라운드 프로그램의 CPU 사용량
● 특정 장소나 상황에서 문제가 반복되는지
특히 CPU 온도가 지나치게 높아져 클럭이 낮아지는 상황이나 다른 프로그램이 CPU 자원을 많이 사용하고 있는 경우도 게임 성능에 영향을 줄 수 있습니다.
사용률이 낮으면 무조건 좋은 것도 아닙니다
CPU 30%, GPU 40%라는 숫자를 보면 PC에 여유가 많으니 좋은 상태라고 생각하기 쉽습니다.
FPS도 충분하고 게임이 부드럽다면 실제로 문제가 없을 수 있습니다.
하지만 목표 FPS에 크게 못 미치고 있는데 CPU와 GPU 사용률이 모두 낮다면 이야기가 달라집니다.
CPU 스레드 제한, FPS 제한 설정, 게임 엔진의 동작, 드라이버, 동기화 문제나 다른 시스템 요소 등 GPU가 더 많은 작업을 하지 못하는 원인을 찾아볼 필요가 있습니다.
따라서 낮은 사용률 = 좋은 상태, 높은 사용률 = 나쁜 상태처럼 단순하게 나눌 수는 없습니다.
게임이 끊긴다면 이 순서로 확인해보세요
2. CPU 전체 사용률도 확인합니다.
3. CPU가 의심되면 논리 프로세서별 그래프를 확인합니다.
4. CPU와 GPU 온도 및 클럭에 이상이 없는지 확인합니다.
5. FPS 제한과 V-Sync·VRR 설정을 확인합니다.
6. 문제가 특정 장소나 전투에서 반복되는지 확인합니다.
7. 그래픽 옵션이나 해상도를 낮췄을 때 FPS가 실제로 변하는지 비교합니다.
한 번의 스크린샷보다 같은 문제가 반복되는 상황에서 여러 값을 함께 확인하는 편이 원인을 찾는 데 훨씬 도움이 됩니다.
GPU 사용률만 보고 그래픽카드를 바꾸면 안 됩니다
프레임이 낮다고 바로 그래픽카드 성능 부족이라고 생각하거나, GPU 사용률이 낮다고 그래픽카드에 문제가 있다고 판단하는 것은 위험합니다.
CPU와 GPU는 서로 작업을 주고받고 있고, 게임 자체의 최적화나 프레임 제한 같은 조건도 결과에 영향을 줍니다.
특히 GPU 사용률이 충분히 높지 않은데 FPS도 낮다면 그래픽 옵션을 무작정 낮추기 전에 CPU 쪽과 게임의 동작을 함께 확인하는 것이 좋습니다.
반대로 GPU가 지속적으로 높은 부하를 받고 있고 그래픽 옵션이나 해상도를 낮췄을 때 FPS가 크게 개선된다면 GPU 쪽 부하가 중요한 제한 요소였을 가능성이 높아집니다.
정리
● GPU 사용률이 낮으면서 FPS도 낮다면 다른 제한 요소가 있는지 확인해야 합니다.
● CPU 전체 사용률이 낮아도 일부 스레드의 부하 때문에 CPU 쪽 제한이 생길 수 있습니다.
● 작업 관리자에서 CPU를 논리 프로세서별로 확인하면 부하 분포를 더 자세히 볼 수 있습니다.
● CPU·GPU 사용률은 같은 게임에서도 장소와 상황에 따라 달라질 수 있습니다.
● 사용률뿐 아니라 FPS, 프레임타임, 온도, 클럭과 게임 설정을 함께 확인하는 것이 좋습니다.
● 숫자 하나만으로 CPU 병목이나 GPU 병목을 확정하지 않는 것이 중요합니다.
저도 젠레스 존 제로의 프레임 저하를 확인하면서 처음에는 저장장치와 그래픽 설정 등 여러 원인을 하나씩 의심했습니다.
하지만 실제 FPS와 CPU·GPU 사용률, 논리 프로세서별 부하를 함께 확인하면서 단순히 그래픽카드 성능이 부족해서 발생한 문제라고 볼 수 없는 상황도 확인할 수 있었습니다.
게임 성능 문제를 찾을 때 가장 중요한 것은 숫자 하나를 범인으로 지목하는 것이 아니라 여러 지표를 함께 보는 것이라고 생각합니다.
※ 이 글은 Microsoft의 Windows 작업 관리자 안내와 Intel의 CPU·GPU 병목 및 게임 성능 분석 자료를 참고해 작성했습니다. CPU와 GPU 사용률은 게임, 하드웨어, 드라이버, FPS 제한, 그래픽 설정 및 실행 환경에 따라 달라질 수 있으며, 사용률 하나만으로 정확한 병목 원인을 확정할 수는 없습니다.
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