Unity Profiler CPU/GPU 분석

개요

Unity 프로파일러는 CPU·GPU·메모리·렌더링 병목을 찾는 1차 진단 도구입니다. “느리다”는 현상에서 “왜 느린가”로 이동하려면 프로파일러 데이터를 체계적으로 읽는 방법을 알아야 합니다.

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1. Profiler 기본 워크플로

Window > Analysis > Profiler  (단축키 Ctrl+7)

Deep Profile 모드: 모든 C# 메서드 호출을 계측합니다. 오버헤드가 크므로 의심 영역을 좁힌 후 사용합니다.

1.1 커스텀 샘플 마커

코드에서 직접 마커를 삽입하면 프로파일러 타임라인에 구간이 표시됩니다.

using Unity.Profiling;

public class EnemyManager : MonoBehaviour
{
    // static으로 선언해 매 프레임 할당을 피함
    private static readonly ProfilerMarker s_UpdateMarker =
        new ProfilerMarker(ProfilerCategory.Scripts, "EnemyManager.UpdateAll");

    private static readonly ProfilerMarker s_PathfindMarker =
        new ProfilerMarker(ProfilerCategory.AI, "EnemyManager.Pathfind");

    void Update()
    {
        using (s_UpdateMarker.Auto())
        {
            foreach (var enemy in _activeEnemies)
            {
                using (s_PathfindMarker.Auto())
                    enemy.UpdatePath();

                enemy.UpdateAnimation();
            }
        }
    }
}

ProfilerMarker는 Development Build에서만 활성화되며 Release 빌드에서는 zero-cost로 제거됩니다.

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2. CPU 병목 패턴과 해결책

2.1 메인 스레드 블로킹

// 프로파일러에서 이런 패턴이 보이면:
// MainThread: [Physics.Step 18ms] [Render.OpaqueGeometry 4ms]
// → Physics가 CPU 예산을 독점

// 해결: Physics.simulationMode를 Script로 전환하고 분산 실행
void FixedUpdate()
{
    // 무거운 Physics는 멀티 스텝으로 분할
    Physics.Simulate(Time.fixedDeltaTime * 0.5f);
    // 중간에 다른 로직 처리
    Physics.Simulate(Time.fixedDeltaTime * 0.5f);
}

2.2 GC.Alloc 스파이크

프로파일러 Memory 트랙에서 GC.Alloc이 빈번하게 보이면:

// 나쁜 예: 매 프레임 문자열 생성
void Update()
{
    debugText.text = "Score: " + score.ToString(); // 박싱 + 문자열 연결
}

// 좋은 예: StringBuilder 재사용
private readonly System.Text.StringBuilder _sb = new(64);

void Update()
{
    _sb.Clear();
    _sb.Append("Score: ");
    _sb.Append(score);
    debugText.text = _sb.ToString();
}

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3. GPU 병목 분석

3.1 Frame Debugger

Window > Analysis > Frame Debugger

Frame Debugger는 각 드로우콜을 순서대로 재생하며 어떤 오브젝트가 얼마나 많은 드로우콜을 유발하는지 보여줍니다.

확인 포인트:

• Shadow Caster 드로우콜이 렌더링 드로우콜의 2배인 경우 → Cast Shadows를 Off로 설정
• 동일 메시가 여러 번 그려지는 경우 → GPU Instancing 또는 Static Batching 검토

3.2 GPU Instancing 적용

// Material 설정에서 Enable GPU Instancing 체크 후
// 코드에서 MaterialPropertyBlock 사용

public class GrassRenderer : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private Mesh grassMesh;
    [SerializeField] private Material grassMaterial;

    private Matrix4x4[] _matrices;
    private MaterialPropertyBlock _mpb;

    void Start()
    {
        _matrices = new Matrix4x4[1023]; // DrawMeshInstanced 최대 1023
        _mpb = new MaterialPropertyBlock();

        for (int i = 0; i < _matrices.Length; i++)
        {
            _matrices[i] = Matrix4x4.TRS(
                new Vector3(Random.Range(-50f, 50f), 0, Random.Range(-50f, 50f)),
                Quaternion.identity,
                Vector3.one
            );
        }
    }

    void Update()
    {
        Graphics.DrawMeshInstanced(grassMesh, 0, grassMaterial, _matrices,
            _matrices.Length, _mpb);
    }
}

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4. Rendering Stats 읽기

Stats 패널 (Game 뷰 우상단 "Stats" 버튼)

항목	설명	권장 기준 (모바일)
Batches	드로우콜 수	< 100
Tris	삼각형 수	< 300K
Verts	정점 수	< 150K
SetPass Calls	셰이더 패스 전환	< 50

4.1 Render Pipeline Stats (URP)

// 런타임에서 렌더링 통계 수집
using UnityEngine.Rendering;
using UnityEngine.Rendering.Universal;

void LogRenderStats()
{
    // URP DebugManager 활용
    var debugManager = DebugManager.instance;
    // 또는 Unity Statistics API
    Debug.Log($"Draw Calls: {UnityStats.drawCalls}");
    Debug.Log($"Triangles: {UnityStats.triangles}");
}

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5. Memory Profiler 활용

Window > Analysis > Memory Profiler (패키지 설치 필요)

// 스냅샷 코드에서 수동 요청
using Unity.Profiling.Memory;

public class MemoryDebugger : MonoBehaviour
{
    [ContextMenu("Take Memory Snapshot")]
    void TakeSnapshot()
    {
        MemoryProfiler.TakeSnapshot("snapshot", OnSnapshotFinished,
            CaptureFlags.ManagedObjects | CaptureFlags.NativeObjects);
    }

    void OnSnapshotFinished(string path, bool success)
    {
        Debug.Log(success ? $"Snapshot saved: {path}" : "Snapshot failed");
    }
}

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요약

• ProfilerMarker를 코드 핵심 경로에 삽입하면 타임라인에서 정확한 병목 구간을 확인할 수 있다.
• CPU 스파이크의 가장 흔한 원인은 GC.Alloc이다. 핫 경로에서 string 연결과 LINQ를 피한다.
• GPU 병목은 Frame Debugger로 드로우콜 과다 여부를 먼저 확인하고, GPU Instancing과 Batching으로 대응한다.
• Stats 패널의 SetPass Calls가 Batches보다 중요한 지표인 경우가 많다. 셰이더 variant 수를 최소화한다.