컴퓨터를 공부하다보면 cpu와 gpu에 대한 이야기를 많이 듣습니다. 컴퓨터를 잘 아는 분들에게는 정말 익숙한 개념이지만, 컴퓨터를 처음 공부하는 분들은 cpu와 gpu 차이가 낯설 수 있는데요. 이번 글을 통해 cpu와 gpu 차이를 쉽게 정리해드리겠습니다.
목차
1. CPU 개요
컴퓨터를 하나의 회사로 가정해봅시다. 회사에는 수 만명의 직원들이 근무하고 있습니다. 그리고 이 거대한 조직체를 굴리는 사람이 바로 회사의 CEO입니다. cpu는 컴퓨터의 ceo입니다. 컴퓨터에서 일어나는 일들은 대부분 CPU를 거쳐 일어납니다. 인터넷 검색, 계산기 작동, 코딩, 문서 작성, 영상 편집 등 컴퓨터로 하는 대부분의 일들은 CPU의 연산을 통해 일어난다고 해도 과언이 아닙니다.
이처럼 CPU가 많은 일을 처리하다보니, CPU는 컴퓨터의 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 자리 잡았습니다. 실제로 컴퓨터 내 모든 부품 중 CPU가 연산 속도가 제일 빠르죠.
하지만 CPU에게는 꽤 큰 단점이 있습니다. 바로 한 번에 한 가지 연산만 처리할 수 있다는 겁니다. 만약 우리가 컴퓨터로 노래를 들으면서, 인터넷 검색을 하고 있다고 생각해봅시다. 우리는 이 두 가지 일이 동시에 일어난다고 생각하기 쉽지만, 실제로 CPU는 매우 빠른 속도로 두 가지 작업을 번갈아 수행하고 있는 겁니다.
이 문제를 해결하기 위해 인텔이나 AMD 같은 CPU 제조사는 ‘멀티 코어’라는 새로운 CPU를 도입했습니다. CPU의 작업은 ‘코어’ 단위로 일어나는데, 이 ‘코어‘를 여러 개 만들기 시작한 거죠. CEO 혼자 처리하던 일을 여러 명이서 처리하는 겁니다. 우리가 컴퓨터 쇼핑을 하다보면 흔히 들을 수 있는 듀얼 코어니 쿼드 코어니 6코어니 하는 말들을 많이 들을 수 있는데, 이들은 이 CPU 코어의 개수를 의미하는 겁니다.
2. GPU 개요
그런데 시간이 지날 수록 사람들은 더 빠른 컴퓨터 성능을 원했습니다. 그럼 ‘CPU 코어 수를 무한정 늘리면 되지 않냐’ 싶을 수도 있는데, 그게 쉽지가 않습니다. CPU 성능을 유지하면서 코어를 늘리기에는 물리적인 크기가 너무 커질수 있기 때문입니다.
이때 등장한 것이 GPU입니다. GPU는 CPU가 맡은 일들 중 쉬운 일들을 로드하여 처리합니다. GPU는 CPU만큼 무거운 일을 처리하지는 못하지만, 쉬운 일들을 한 번에 많이 처리할 수 있습니다. 코어 수만 봐도 최신 CPU가 최대 18~32개 정도의 코어를 탑재한 반면, GPU의 코어 수는 아무리 적어도 수백개, 많으면 10,000개 이상의 코어를 탑재했습니다. 이렇게 쉬운 일들을 GPU가 나눠서 해주면, CPU 성능이 그대로여도 컴퓨터는 훨씬 빨라집니다.
그렇다면 GPU가 CPU 대신 처리하는 ‘쉬운 일’이란 어떤 것이 있을까요? 주로 쉬운 연산을 병렬적으로 처리해야 하는 일들이 여기에 해당하는데요. 구체적으로 나열하면 다음과 같습니다.
- 고해상도 영상 처리: 우리가 컴퓨터 화면을 볼 때는 그냥 매끄러운 하나의 화면으로 보이지만, 사실 ‘픽셀’이라고 불리는 매우 작은 점들이 모여서 하나의 화면을 만듭니다. 이때 컴퓨터는 작은 픽셀 하나하나마다 데이터를 처리해야 하는데요. 이때 수 천개의 GPU 코어가 ‘한 번에’ 고해상도 영상을 처리할 수 있습니다. 그래서 고해상도 게임을 부드럽게 하려면 좋은 그래픽 카드가 필요하죠.
- 코인 채굴: 코인은 방대한 양의 수학 연산을 통해 채굴할 수 있습니다. 이 방대한 수학 연산은 CPU를 통해 하나씩 처리하는 것보다 GPU를 통해 한 번에 처리하는 것이 빠릅니다. 그래서 비트 코인 가격이 오르면 CPU 제조사의 주가가 오른다는 말이 있죠.
- AI 머신러닝: AI에게 데이터를 학습시키는 머신 러닝도 굉장히 많은 일을 병렬적으로 처리해야 하는 작업입니다. 이 작업도 CPU보다는 GPU가 잘합니다.
- 빅데이터 처리: 수백만, 수천만의 데이터를 저장하고 처리하는 일 역시 병렬적인 작업입니다. 따라서 GPU가 CPU보다 더 잘합니다.
3. CPU GPU 차이
3.1 역할 차이
CPU가 컴퓨터의 CEO라면 GPU는 CEO가 고용한 알바생입니다. CPU는 GPU보다 훨씬 더 중요한 일을 도맡아 하고, 그 일을 더 잘합니다. GPU는 CPU보다 더 쉬운 일을 하지만, 코어 수 자체가 많다 보니 그 일들을 쉽고 빠르게 처리할 수 있습니다. 아래는 CPU와 GPU의 차이를 직관적으로 보여주는 영상입니다. 아마 IT 쪽에 관심이 있는 분들이라면 굉장히 재밌게 보실 겁니다.
맨 처음에 페인트를 한 발 씩 쏴서 그림을 그리는 것이 CPU고, 동시에 엄청나게 많은 페인트를 쏴서 한 번에 그림을 그리는 것이 GPU입니다.