그래픽카드는 왜 일반 CPU보다 병렬 계산에 훨씬 유리한가요?

Question

게임이나 AI 연산에서 GPU가 강력하다고 하잖아요. 같은 계산을 하는 장치인데도 CPU와 GPU의 내부 구조가 어떻게 달라서 이런 성능 차이가 생기는지 알고 싶어요.

Answer 1

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

CPU는 소수의 매우 강력한 코어를 사용해 복잡한 명령을 순차적으로 빠르게 처리하도록 설계된 반면 GPU는 수백~수만개의 간단한 연산 유닛을 넣어 같은 작업을 동시에 대량 처리하도록 만들어 졌습니다 게임 그래픽이나 AI 학습처럼 수많은 픽셀 행렬 계산을 반복하는 작업은 서로 독립적인 계산이 많아 GPU가 한번에 병렬 처리할 수 있어 훨씬 높은 성능을 내는 겁니다

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

CPU는 똑똑한 한명이 복잡한 일을 순서대로 처리하는 구조입니다. 그리고 GPU는 평범한 계산원 수천명이 단순한 연산을 동시에 나눠서 처리하는 방식입니다. 그래서 병렬 계산에 압도적으로 유리할수 밖에 없는 겁니다. 복잡한 제어 장치 대신에 계산만 하는 코어를 많이 집이넣은 GPU가 대량의 픽셀을 뿌리는 게임이나 데어티가 많이 필요한 AI연산에서 훨씬 유리한 거구요. 뇌 구조 자체가 수만장의 사진을 동시에 처리하도록 최적화되어있다고 생각하면 좋을 것 같습니다.

Answer 3

안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

CPU와 GPU는 둘 다 계산은 하지만 잘하는 일이 조금 다르다고 보시면 됩니다.

CPU는 복잡한 일을 순차적으로 빠르게 판단하는 강한 특징이 있습니다. 그래서 운영체제 실행이나 프로그램 제어, 조건 판단 같은 작업에 적합할 수 있어요. 반면에 GPU는 단순 계산을 아주 많이 동시에 처리하도록 만들어져 있습니다. 그래서 병렬로 계산할 때 훨씬 유리한 특징이 있습니다.

GPU 안에는 작은 계산 장치가 매우 많이 들어 있어 이런 반복 계산을 한꺼번에 나눠처리 할 수 있고, CPU는 복잡한 판단이나 순서가 중요한 작업에 유리한 점이 있습니다.