[Android] GPU 오버드로란?

오버드로(Overdraw)란?

단일 프레임에 동일한 픽셀을 두 번이상 그리는 작업을 의미한다. UI 카드는 페인터의 알고리즘(뒤에서 앞으로)으로 그려지기에 사용자에게 보여지지 않는 부분까지 그려진다. 오버드로가 발생하면 GPU 시간을 낭비하여 성능 문제로 나타난다.

공식 문서에 따르면 OS가 최적화되었기 때문에 오버드로는 2015년 google I/O에서 논의되었던 것처럼 크게 중요한 문제가 아니라고 한다.

GPU 오버드로 디버그 도구 : 각 픽셀이 그려지는 횟수를 색상으로 구분하여 표시해주는데, 파랑>초록>분홍>빨강 순으로 오버드로가 많다는 뜻이다. 기기의 개발자 옵션에서 ‘GPU 오버드로 디버그’ 도구를 사용할 수 있다.
프로파일 GPU 렌더링 도구 : 프레임당 16ms의 벤치마크(연산성능 수치를 객관적으로 표시하는 것을 의미함)를 기준으로 UI창의 프레임을 렌더링하는 데 걸리는 시간을 히스토그램으로 표시해주는 도구이다. 기기의 개발자 옵션에서 ‘프로필 GPU 렌더링(프로필 HWUI 렌더링)’ 도구를 사용할 수 있다. GPU가 픽셀을 그리느라 성능이 저하되거나 오버로드가 심한 경우를 파악할 수 있다. 자세한 분석 방법은 공식문서의 GPU 렌더링 프로파일로 분석 섹션에서 확인할 수 있다.

공식 문서에서는 아래의 방법을 사용하면 오버드로를 줄일 수 있다고 설명한다.

레이아웃에서 불필요한 배경 제거하기 : Layout Inspector를 사용하면 레이아웃의 계층 구조를 파악하여 사용자에게 보이지 않는 배경을 제거할 수 있다. 앱의 기본 배경색을 잘 활용하면 배경 위의 모든 컨테이너를 배경 값 없이 사용할 수 있다.
뷰 계층 구조의 평면화 : 중첩되는 UI 개체의 수를 줄여 뷰 계층 구조를 최적화하면 성능을 향상시킬 수 있다.
투명도 줄이기 : 알파 렌더링(화면에 투명 픽셀을 렌더링하는 것, 즉 투명도를 더하는 것)은 오버드로의 주요 원인이다. 시스템이 기존 픽셀을 그린 다음 올바른 혼합 등식을 얻을 수 있기 때문이다. 투명 애니메이션, 페이드 아웃, 그림자 등의 효과는 모두 어느 정도의 알파 블렌딩을 포함하고 있다. 알파 블렌딩이 성능에 부과하는 비용에 대해서는 숨겨진 투명도 비용에 설명되어 있다. 동일한 시각 효과를 준다면 알파 블렌딩 보다는 불투명한 색상으로 표현하는 것이 성능 비용을 줄일 수 있는 방법이다.

Systrace : 안드로이드 기기 전체에서 타이밍 정보를 수집/검사하여 레이아웃의 성능 관련 문제가 언제 성능 문제를 일으키는지 확인할 수 있다.
프로파일 GPU 렌더링 : 레이아웃 및 측정 단계에서 각 렌더링 프레임에 걸리는 시간을 확인할 수 있다. 이렇게 측정한 데이터를 통해 런타임 성능 문제를 진단할 수 있으며, 해결해야 하는 레이아웃 및 측정 문제가 있는지의 여부, 그 문제의 내용 등을 알 수 있다.
Lint : 뷰 계층 구조에 있는 비효율성을 판단할 수 있다.
Layout Inspector : 앱의 뷰 계층 구조를 시각적으로 표현할 수 있다. Layout Inspector에서 제공하는 뷰를 통해 이중 과세로 발생하는 성능 문제도 식별할 수 있다. 또한 중첩된 레이아웃의 딥 체인이나 중첩된 하위 요소가 많은 레이아웃 영역(성능 비용의 또 다른 잠재적 원인)을 쉽게 식별할 수 있다. 참고 : Layout Inspector로 레이아웃 디버깅을 하는 방법