FPGA, 레트로 게이밍의 혁명 또는 미래?

최근 FPGA를 기반으로 한 레트로 기기들이 많이 나오고 있다. 개인적으로 사용하고 있는 복각 콘솔 및 컴퓨터, 에버드라이브 류 카트리지, 광학 드라이브 에뮬레이터, 비디오 소스 컨버터 등이 모두 FPGA 기반이다.

이전에 한동안 임베디드 기기에서 레트로 게임들을 소프트웨어 기반으로 에뮬레이션하는 것이 유행이었다. 라즈베리파이 등의 기기가 워낙 파워풀 해져서 8bit, 16bit 레트로 콘솔은 물론 PlayStation 1 정도의 콘솔도 에뮬레이션 할 수 있기 때문이다. 하지만 이들 소프트웨어 기반 에뮬레이션에는 '정확성(accuracy)'이라는 이슈가 따라다녔다. 정확성의 대표적인 예로는 '입력지연(input lag)'이 있는데, 플레이어가 버튼을 누르면 게임에서의 인식이 실기에서 보다 늦다는 의미이다. 따라서 하드코어 레트로 게이머들은 실기를 가지고 게임을 즐기고 있다.

실기는 여러가지 불편함을 요구하기도 해서 레트로 게임 팬들은 이를 위한 대응책들을 고안해 내고 있다. CRT 모니터 대신 비디오 컨버터로 HDTV에 연결한다거나 광학 드라이브 대신 플래시 메모리를 사용하는 것 등이 그런 것이다. FPGA를 이용해 과거 레트로 기기 하드웨어를 복각해 낸다는 것은 실기를 그대로 활용하는 방법은 아니지만 사용의 편의성을 증대시키면서 실기와 거의 흡사한 플레이 경험을 느낄 수 있어 긍정적으로 평가되는 대응법 중 하나이다.

소프트웨어 기반 에뮬레이션과 다르게 FPGA를 이용한 하드웨어 에뮬레이션은 레트로 기기의 하드웨어적 특성을 회로 논리적으로 모사하는 것이다. 레트로 하드웨어에 사용된 칩들의 스펙(입력, 출력, 타이밍 등)과 그 구조를 안다면, 그리고 그 로직의 복합도가 특정 FPGA 칩에서 커버되는 수준이라면 그것을 논리적으로 모사하는 것이 기술적으로 가능하다. 물론 내부 로직을 100% 완벽하게 해석한 것이 아니라 칩을 물리적으로 분해한다거나 오실로스코프로 전기적 특성을 분석하는 리버스 엔지니어링 방법으로 구현한 것이라면, 충실도에서 약간 부족함이 있을 수 있다. 하지만 이런 경우 FPGA는 로직에 대한 재 프로그래밍이 가능하기 때문에 업데이트를 할 수 있고, 레트로 관련 FPGA 제품들 대부분이 기술지원의 방식으로 업데이트를 하고 있다.

과연 소프트웨어 에뮬레이터의 부족함을 FPGA 기반 기술이 메꾸워 줄 것인가? 일단은 훌륭한 대안이 된다고 보고 있는 것 같다. 개별 제품들도 좋은 평가를 받고 있고 'MiSTer'라는 오픈소스 프로젝트도 관심을 끌고 있다. 이에 따라 해외에서도 FPGA의 발전가능성과 미래를 살펴보는 사람들이 많다. 아래는 비교적 최근에 유명 유투버들이 이에 대해 이야기한 동영상들이다.