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Raspberry Pi 5에 NVIDIA RTX 5090 GPU를 연결해 실제 게임이 가능한지 실험한 비교 테스트
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Beelink MINI-S13, Radxa ROCK 5B, Raspberry Pi 5 세 가지 저가형 컴퓨터를 동일 GPU로 비교
- ARM 기반 보드에서는 FEX 에뮬레이션으로 인한 성능 저하가 심각하며, 최신 게임은 거의 실행 불가
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2010년대 게임은 낮은 설정에서 일부 실행 가능, 특히 Portal 2는 4K 60FPS 이상으로 구동
- 실험 결과, Beelink x86 시스템이 가장 우수, ARM 보드는 전력 효율은 높지만 게임 성능은 제한적임
실험 개요
- GPU를 PC에 추가하는 대신 SBC(Single Board Computer) 를 GPU에 연결하는 발상에서 출발
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Raspberry Pi 5에 외장 GPU를 연결할 수 있다는 사실을 확인하고, 실제 게임 성능을 비교
- 비교 대상은 Beelink MINI-S13 (Intel N150) , Radxa ROCK 5B (RK3588) , Raspberry Pi 5 (BCM2712)
- Beelink: x86 기반, PCIe Gen3 x4 지원
- ROCK 5B: ARM 기반 8코어, PCIe Gen3 x4
- Pi 5: ARM 기반 4코어, PCIe Gen2 x1 (약 500MB/s 대역폭)
eGPU 구성
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OCuLink 도크를 사용해 RTX 5090 Founders Edition(32GB VRAM)을 각 장치에 연결
- OCuLink는 PCIe 확장 케이블 형태로, 외부 전원 공급 장치를 별도로 사용
- Intel 기반 Beelink에서는 일반 NVIDIA 드라이버로 인식
- ARM 보드는 DMA 비일관성, 메모리 정렬 문제 등으로 기본 드라이버 호환 불가
- GitHub 사용자 @mariobalanca의 패치를 적용해 드라이버 작동
- 수정된 드라이버는 Ubuntu/Fedora용으로 공개됨
CPU 성능 비교
- 대부분의 PC 게임은 Intel CPU용으로 설계되어, ARM에서는 FEX 호환 계층 필요
- FEX 실행 시 성능이 크게 저하되며, Raspberry Pi 5의 FEX 성능은 2008년 Core 2 Quad Q9650 수준
- CPU 성능이 낮아도 GPU가 강력하면 게임이 가능하다는 가설을 검증
게임 테스트 결과
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Cyberpunk 2077 (2020) :
- Beelink에서는 낮은 설정에서 플레이 가능
- ROCK 5B는 약 22FPS, Pi 5는 15FPS 이하로 사실상 불가능
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Doom: The Dark Ages (2025) :
- FEX 미지원으로 실행 불가, CPU 병목으로 30FPS 제한
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Alien: Isolation (2014) :
- ARM에서는 Vulkan(DXVK) 충돌로 OpenGL(WineD3D) 사용
- ROCK 5B 평균 23FPS, Pi 5는 15FPS 수준
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Hitman: Absolution (2012) :
- ARM 보드에서는 거의 실행 불가, Beelink는 Windows에서 원활
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Just Cause 2 Demo (2010) :
- Pi 5에서 평균 40FPS 달성, 2010년대 게임은 일부 가능
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Portal 2 (2011) :
- 네이티브 Linux 버전에서 4K 해상도 60FPS 이상
- RTX 5090의 성능을 다 활용하지 않아도 충분히 구동 가능
전력 소비
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Raspberry Pi 5: 부하 시 9W 미만
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Beelink: Cyberpunk 벤치마크 중 약 30W
- ARM 보드는 x86 에뮬레이션으로 성능이 낮지만, 전력 대비 효율은 높음
결론
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Raspberry Pi 5 + RTX 5090 조합은 “기술적으로 가능하지만 실용적이지 않음”
- 최신 게임(2020년 이후)은 대부분 16FPS 이하로 비실용적
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2010년대 게임은 낮은 설정에서 실행 가능
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Beelink MINI-S13이 전반적으로 가장 나은 게임 성능
- x86 네이티브 환경, Windows에서 WINE/Proton보다 높은 FPS
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ROCK 5B는 Pi 5보다 약간 우세하지만, FEX 에뮬레이션 손실로 큰 차이는 없음
- ARM 기반 게이밍은 향후 Valve의 ARM VR 헤드셋, NVIDIA의 ARM SoC 등으로 개선 가능성 있음
- 현재로서는 고가 GPU를 저가 SBC에 연결하는 것은 실용성보다 실험적 재미에 가까움