CPU는 알겠는데 그래픽카드(GPU)는 뭐하는거야?

많은 분들이 학생시절 CPU에 대해 배워본적이 있으실겁니다.

 

하지만 그래픽카드에 대해서는 자세히 알고있지는 못하죠

단순히 게임을 하기위해.. 그래픽 작업을 하기위해 필요하다 라는것만 아시는분들 많으시라 봅니다.

오늘은 그래픽카드 일명 GPU가 무엇이고 어떤 역할을 하길래 게임 및 그래픽 작업을 하는데 필요한것인지 알아보겠습니다.

 

CPU와 GPU는 컴퓨터에서 중요한 역할을 하는 두 가지 주요 프로세서입니다. 각각의 특징과 차이점을 쉽게 설명하자면 다음과 같습니다:

CPU (Central Processing Unit, 중앙 처리 장치)

• CPU는 컴퓨터의 두뇌로 불립니다. 컴퓨터의 모든 기본적인 명령 처리와 데이터 처리를 담당합니다.
• 일반적인 프로그램 실행, 사용자 입력 처리, 시스템 운영체제(OS) 관리 등 다양한 작업을 처리합니다.
• CPU는 몇 개의 코어를 가질 수 있으며, 각 코어는 한 번에 하나의 작업을 처리할 수 있습니다. 멀티코어 CPU는 동시에 여러 작업을 처리할 수 있어 성능이 향상됩니다.
• CPU는 다양한 유형의 계산을 할 수 있지만, 한 번에 한 작업(혹은 멀티코어의 경우 몇 개의 작업)만 처리할 수 있어 복잡한 그래픽 처리나 대량의 데이터를 동시에 처리하는 데에는 한계가 있습니다.

GPU (Graphics Processing Unit, 그래픽 처리 장치)

• GPU는 복잡한 그래픽 계산과 이미지 처리에 최적화된 프로세서입니다.
• 비디오 게임의 3D 그래픽 렌더링, 비디오 편집, 머신러닝 계산과 같이 대량의 병렬 처리가 필요한 작업을 담당합니다.
• GPU에는 수백에서 수천 개의 작은 처리 코어가 있어 동시에 많은 계산을 처리할 수 있습니다. 이는 GPU가 동시에 많은 데이터에 대해 동일한 연산을 빠르게 수행할 수 있게 합니다.
• 최근에는 GPU가 그래픽 처리뿐만 아니라, 머신러닝과 같은 고성능 계산에도 널리 사용되고 있습니다.

CPU와 GPU의 차이점 요약

• 용도: CPU는 일반적인 컴퓨팅 작업과 시스템 관리에 사용되고, GPU는 복잡한 그래픽 처리와 대량 데이터 병렬 처리에 사용됩니다.
• 구조: CPU는 적은 수의 코어를 가지며 각각의 코어가 복잡한 작업을 처리합니다. 반면, GPU는 수백에서 수천 개의 작은 코어를 가지며, 각 코어가 단순하지만 대량의 작업을 동시에 처리합니다.
• 처리 방식: CPU는 한 번에 한 작업(또는 멀티코어일 경우 몇 개의 작업)을 순차적으로 처리하는 반면, GPU는 대량의 데이터에 대해 동일한 연산을 병렬로 처리합니다.

이 차이점들로 인해, CPU와 GPU는 컴퓨터 시스템 내에서 서로 보완적인 역할을 하게 됩니다.

 

 

더 간단하게 비유를 들어 설명드리겠습니다

 

CPU는 마치 식당의 셰프 같고, GPU는 주방 보조 팀과 같습니다.

• CPU (셰프): 셰프는 다양한 요리를 만들 수 있는 전문가입니다. 한 번에 하나의 요리(또는 멀티코어 CPU라면 몇 개의 요리)를 집중적으로 만들 수 있습니다. 다양한 요리법을 알고 있고, 요리 과정에서 필요한 모든 결정을 내립니다. 그러나 많은 요리를 동시에 빠르게 처리하는 데는 한계가 있습니다.
• GPU (주방 보조 팀): 주방 보조 팀은 간단한 작업을 많이 동시에 할 수 있는 많은 사람들로 구성되어 있습니다. 예를 들어, 감자 껍질을 벗기거나 채소를 다듬는 작업을 동시에 많이 처리할 수 있습니다. 각각의 보조 요원은 단순한 작업에 특화되어 있지만, 함께 일하면 대량의 작업을 빠르게 처리할 수 있습니다. 그러나 복잡한 요리를 전체적으로 만들고 관리하는 데는 적합하지 않습니다.

이 비유에서, 셰프(CPU)는 다양하고 복잡한 컴퓨팅 작업을 관리하고 처리하는 반면, 주방 보조 팀(GPU)은 간단하고 반복적인 작업을 대량으로 빠르게 처리하는 데 특화되어 있습니다. 따라서, 이 둘은 각자의 역할에 최적화되어 있으며, 함께 작업함으로써 훨씬 더 효율적인 작업 처리가 가능합니다.

 

그렇다면 쉐프의 능력이 장기적으로 더더욱 발전함에따라 보조의 역할이 줄어들어 결국에 보조 없이 요리할수 있는 날이 오지않을까? 하는 의문이 생기실수도있습니다.

그들은 사람이 아니라 기계 (연산장치)니까요

 

기술이 발전함에 따라 CPU의 성능이 크게 향상되기는 하겠지만, CPU와 GPU가 각각 다른 목적과 구조를 가지고 있기 때문에 GPU의 필요성이 완전히 없어지지는 않을 것으로 보입니다. CPU와 GPU는 다음과 같은 이유로 서로 보완적인 역할을 계속할 것입니다:

1. 병렬 처리 능력: GPU는 수천 개의 작은 코어를 가지고 있어 대량의 데이터를 동시에 병렬로 처리할 수 있습니다. 이러한 구조는 특히 그래픽 처리, 비디오 편집, 머신러닝 계산 등에서 매우 중요한 역할을 합니다. CPU만으로는 이러한 대규모 병렬 처리 작업을 효율적으로 처리하는 데 한계가 있습니다.
2. 특화된 처리: GPU는 특정 유형의 계산, 특히 그래픽과 관련된 계산에 최적화되어 있습니다. 기술이 발전하더라도, 이러한 특화된 처리는 GPU를 필요로 하는 주요 이유 중 하나로 남아 있을 것입니다.
3. 에너지 효율성: 대량의 데이터를 병렬로 처리하는 경우, GPU는 CPU보다 훨씬 더 에너지 효율적일 수 있습니다. 이는 특히 에너지 소비를 크게 고려해야 하는 대규모 데이터 센터나 연구 시설에서 중요한 요소입니다.
4. 계속되는 전문화: 컴퓨팅 요구 사항이 점점 더 복잡해지면서, CPU와 GPU 각각을 더욱 전문화된 방향으로 발전시키는 연구가 계속될 것입니다. 이는 두 프로세서 간의 역할 분담을 더욱 명확하게 할 것입니다.

결론적으로, CPU의 기술 발전이 GPU의 필요성을 완전히 없애지는 못할 것입니다. 오히려 두 프로세서의 상호 보완적인 발전과 특화된 기능이 더욱 중요해질 것으로 예상됩니다.