01/05 GPU

예전에는 CPU 안에 GPU 기능이 들어 가 있었습니다. GPU는 "그래픽 카드"라고도 불리며, 예전 당시에는 gpu 기능이 많이 필요하지 않아서 CPU안에 GPU가 들어간 내장 그래픽으로 주로 사용했습니다. 하지만 퀄리티 놓은 게임과 영상작업을 많이 하기 때문에 전보다 훨씬 많은 GPU 기능이 필요로 하였습니다. 그래서 GPU는 CPU에서 나와 독립적인 장치인 외장 그래픽이 생겼습니다.

GPU란?

• 컴퓨터 시스템에서 그래픽 연산을 빠르게 처리하여 결과값을 모니터에 출력하는 연산장치
• 컴퓨터 그래픽과 영상 처리에 매우 효과적으로 사용
• 병렬 연산에 특화된 내부 구조를 통해서 모니터에 3D 그래픽을 출력해주는 역활을 목적으로 만들어진 하드웨어로 그래픽 카드의 핵심 부품
• 여러 명령어를 동시에 처리하는 병렬 처리 방식

GPU VS CPU

흔히 알고 있는 CPU (Central Processing Unit)는 명령어가 입력되는 순서대로 데이터를 처리하는 직렬(순차) 처리방식에 특화된 구조를 가지고 있습니다. 반면, GPU는 수천 개의 코어로 이뤄져서 여러 명령어를 동시에 처리하는 병렬 처리방식을 가지고 있습니다. 따라서 CPU와 GPU 차이로 보는 GPU란 CPU보다 효율적인 코어로 구성되어 대규모 데이터를 병렬로 빠르게 처리할 수 있도록 최적화된 컴퓨팅 자원입니다.

 

정리 하자면 CPU는 복잡한 연산을 순서대로 빠르게 집중하는 반면, GPU는 쉽고 단순한 작업을 병렬적으로 대량 처리하는데 특화되어 있습니다. 예를 들어, 화면에 그래픽을 표시하려면 대량의 단순한 그래픽 데이터 정보를 동시에 처리해야 하므로 CPU보다 GPU 사용이 더 적합하다 볼 수 있습니다. 물론 CPU도 연산이 가능하지만 효율성이 떨어집니다.

 

GPU 구조

 

• CPU 내부의 많은 부분은 캐시 CPU의 내부의 많은 부분은 캐시 메모리(사진의 Cache)로 채워짐 (CPU와 RAM 사이의 성능 차이로 인한 병목을 막기 위함)(현재의 CPU들은 DRAM들에 비해 속도가 많이 빠르다 보니 DRAM이 성능이 낮아 병목현상이 발생, 이것을 속도가 빠른 SRAM인 Cache Memory에 임시로 저장해 처리 속도를 높히는 구조)
• CPU가 처리할 것을 RAM에서 불러와 임시로 Cache Memory에 저장해 처리속도를 높임

• 반면 GPU는 여러 명령어를 한꺼번에 처리하는 병렬 방식을 사용하여 동시에 계산을 함