최근 APEC 정상회의에서 나왔던 이야기들로 대한민국은 시끄럽습니다. 좋은 의미로 시끌시끌하다고 할 수 있습니다. 이유는 엔비디아의 회장 젠슨황이 한국에 GPU를 우선적으로 공급하겠다라는 발표가 있었고 그 공급량은 26만장이었습니다. 미리 확보하고 있던 것들과 합치면 총 30만장입니다. 이는 전세계적으로 3위라고 할 수 있습니다. (AI수석 하정우 발언) 

이 내용을 토대로 GPU와 CPU에 대한 차이에 대해서 잘 모르시는 분들도 많고 GPU가 무엇인지 잘 모르시는 분들도 꽤 많습니다. IT를 좋아하는 사람이라면 뭐 그래픽 카드 아니야? 라고 생각하기도 합니다. 

근데 옛날에는 그래픽 카드 사용에 대하여 많은 사람들이 인식 하고 있엇지만 현재는 AI 병렬 처리를 하는데 가장 중요한 핵심 아이템이라 할 수 있습니다. 그래서 대기업들에서 미친듯이 요구하고 있는 상황입니다. 

CPU와 GPU 그리고 AI에 대한 관련성을 확인하면서 이 두가지에 대한 차이점이 무엇일까? 고민할 수 있습니다. 저 역시도 좀 더 구체적으로 궁금하여 정리해봤습니다.

▶ GPU와 CPU란?

이 두가지는 컴퓨터의 핵심 연산 장치 이나 설계 목적과 구조, 처리 방식에서 큰 차이가 있습니다. GPU는 다수의 작은 코어로 병렬 처리에 특화되어있어서 그래픽 렌더링, 영상처리, 인공지능 등의 대량의 단순 반복 연산을 빠르게 수행하는 것입니다. 

반면에 CPU는 상대적으로 코어수가 적으며 각 코어의 성느이 강력하고 여러 종류의 명령어를 순차적으로 빠르게 처리하여 시스템 운영과 다양한 응용 프로그램 실행에 필수적이라 할 수 있습니다. 

그래서 GPU는 병렬 연산이랑 고성능 그래픽 처리에 CPU는 다양한 작업에서 명령제어랑 복잡한 계산에 최적화 되어 있다라고 보시면 됩니다. 근데 이 두가지는 절대적으로 떨어 뜨릴 수 없습니다. 꼭 필요한 장치입니다. 

▶ GPU와 CPU 차이점은?

1) 코어 구성과 연산 방식의 차이가 있습니다. 

CPU는 소수의 강력한 코어로 구성되어서 복잡한 명령을 빠르게 순차 처리를 합니다. 반면에 GPU는 수천개의 작은 코어를 가지고 있고 동일한 연산을 병렬로 대량 처리를 합니다. 이것으로 GPU는 그래픽 처리, 영상편집, 머신러닝 훈련에 탁월 하다 할 수 있고 CPU는 운영체제 관리, 멀티 태스킹, 입력.출력 처리에 매우 강합니다. 

2) 메모리 및 명령 처리 능력에 대한 차이

CPU는 더 큰 캐시와 높은 클럭 속도를 지녀서 다양한 명령어 전환이랑 처리를 신속하게 수행해 주며, 다양한 명령어 전환과 처리를 신속하게 수행하고 있습니다. GPU는 상대적 메모리가 적지만 단순한 명령을 다량 반복하는 병렬 처리에 최적화되어 효율이 높다 할 수 있습니다. 

3) GPU와 CPU의 주요 쓰임새는?

CPU는 시스템 제어, 다양한 애플리케이션이랑 서비스 실행, 주변장치 관리 등 전반적인 컴퓨터 작업을 담당하고 있습니다. GPU는 3D 그래픽 렌더링, 비디오 편집, 인공지능 학습이랑 추론, 고해상도 실시간 영상 처리 등에주로 활용이 되고 있습니다. 

▶ 그래픽카드의 성능과 중요성

앞서 설명드린 GPU는 보통 게임, 애니메이션 및 동영상 편집 등과 같은 고출력 프로그램을 이용 하게 될 때 꼭 필요한 컴퓨터 부품이라 할 수 있습니다. 그래서 다양한 쓰임새도 있기에 성능이 어느정도냐에 따라서 엄청난 차이가 있습니다. 그래픽카드 뭐가 그렇게 중요한가 생각하실 수 있지만 아래 설명을 통해서 중요성을 확인해보세요.

1) 그래픽카드 성능과 사용자 경험

전용 그래픽 카드는 CPU부담을 줄여 고해상도의 게임이나, 3D 애니메이션, 동영상편집 시 부드러운 화면 출력과 빠른 렌더링을 가능하게 해줍니다. 이때 고성능 그래픽카드는 복잡한 텍스처와 실시간 광원효과, 레이 트레이싱과 같은 최신 그래픽 기술을지원해서 시각적 품질을 크게 향상을 시켜 줍니다.

2) AI 및 고성능 컴퓨팅 분야에 영향

GPU의 병렬 연산 능력은 AI 모델 학습과 대규모 데이터 처리 시간을 단축시킵니다. 또 실시간 데이터 분석과 음성. 이미지 인식에서도 높은 성능을 발휘해줍니다. 따라 GPU 성능이 AI 서비스의 빠른 응답과 정확도에 직접적인 영향을 미치고 있습니다. 

3) CPU와 GPU의 균형에 대한 중요성

그래픽카드 성능이 아무리 뛰어나도 이를 제대로 지원하는 CPU가 받쳐주지 않게 되면 성능을 최대로 활용하기가 어렵습니다. 반대로 CPU 성능이 좋다고 하여도 그래픽카드가 약하면 고품질 그래픽 구현에 제한이 됩니다. 따라 두 하드웨어의 균형 잡힌 성능이 최적의 컴퓨터 환경을 구성 할 수 있습니다. 이점을 꼭 참고하세요.