GPU란

GPU(Graphic Processing Unit)

GPU는 컴퓨터 그래픽 표현 처리를 위한 장치로 일반적으로 그래픽 카드라고 부른다. 최근 그래픽 카드의 활용도 증가로 가격이 높아져 유명해진 컴퓨터 부품이다. GPU는 컴퓨터 그래픽과 관련한 모든 연산을 처리하여 픽셀 하나하나의 색상을 결정하고 최종적으로 모니터에 그래픽을 렌더링하는 역할을 한다.

 

그러면 여기서 궁금할 수 있을 것이다.

 

이미 CPU라는 성능 좋은 연산장치가 있는데 왜 굳이 GPU를 따로 쓰는 것일까?

CPU와 GPU의 차이를 통해 이를 알아보도록 하자

그래픽카드

 

CPU와 GPU 차이

CPU와 GPU는 비슷한 이름을 가졌지만 서로 다른 작업을 처리하는 컴퓨터 장치이다.

 

CPU는 프로그램 실행과 장치간의 연결, 동작, 시스템 제어 등 모든 컴퓨터 전반 모든 연산 작업을 수행한다. 물론 그래픽 처리 관련 연산도 수행하며 유저가 실행하는 대부분의 요청작업과 실행은 CPU를 통해서 처리된다. 이렇듯 CPU는 컴퓨터 전반의 여러 종류의 작업을 수행하는 중심 장치이다.

 

GPU는 앞서 기술했듯 그래픽 처리를 위한 장치로, 수 만개의 픽셀 하나하나에 이미지 관련 연산을 수행하여 이미지를 나타내어주는 기능을 한다.

 

왜 굳이 CPU로 모든 연산을 하지않고 GPU를 따로 사용하여 그래픽 처리를 따로 수행하느냐 하면 CPU와 GPU의 구조와 연산 방식의 차이 때문이다.

 

CPU와GPU

 

CPU는 몇 개의 고성능 코어가 탑재되어있어 개별적인 복잡한 작업을 순차적으로 처리하는데 유용하다.(직렬구조, 복잡하고 어려운 계산에 적합)

 

GPU는 CPU의 코어보다는 수준이 낮은 단순 연산만을 수행할 수 있는 코어를 가지고 있는데, 그 코어의 개수가 수 천개정도라 많은 작업을 동시에 병렬처리하는 것이 가능하다. 따라서 그래픽 처리와 같이 단순 연산이지만 처리량은 많은 작업에는 GPU가 적합하다.

 

즉, CPU는 복잡한 연산을 순차적으로 처리하고 GPU는 많은양의 단순 작업을 빠르게 처리한다는 것이다.

 

* CPU가 숙련된 기술과 모든 요리 자격증을 가진 쉐프들 4명으로 만든 팀 구성이라면, GPU는 조리만 할 줄 아는 일반인 100명을 모아서 만든 팀 구성이라고 보면 이해가 쉽다.

 

두 팀에게 아무나 할 수 없는 복어 요리를 지시한다면 일반인 백명은 복어를 손질조차 못하겠지만, 쉐프 팀은 복어 요리를 완벽하게 완성할 것이다. 하지만 200그릇의 라면을 끓이라고 지시한다면 일반인 백명으로 이루어진 팀이 4명의 쉐프보다 훨씬 빠른 시간에 라면 200그릇을 조리할 것이다. 

 

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GPU가 필요한 이유

CPU는 많은 복잡한 작업을 처리한다. 컴퓨터가 부팅되면서부터 백그라운드로 실행되는 시스템 관리 작업과 유저가 요청하는 모든 프로그램의 동작, 코드 명령 해석 등 많은 것을 해야한다. 이 와중에 많은 시간이 소요되는 그래픽 처리까지 함께 처리해야 한다면 많은 양의 단순 연산을 처리하느라 다른 중요한 연산은 그만큼 뒤로 미뤄지기에 CPU에서 그래픽 처리를 수행하는 것은 비효율적이다.

 

이러한 이유로 CPU에서 그래픽 처리 부분을 분리하여 GPU에게 맡겨서 효율적으로 단순 연산을 수행하여 이미지 출력을 할 수 있도록 하는 것이다.

 

마무리

높아진 게임 그래픽 화질 지원을 위해 최초 등장하여 발전한 GPU이지만 현재는 게이밍 뿐만 아니라 반복학습이 중요한 AI, 암호화폐 등 병렬처리가 필요한 여러 기술분야에서 빠른 속도로 결과를 내는 GPU의 활용도가 증가하였고 이에 따라 CPU 못지 않게 중요해진 장치로 주목받게 되었다. 현대의 CPU와 GPU의 성능은 모두 상당히 높은 수준임에도 계속 발전하는 중이다.