다섯 살도 알 수 있게 · 시스템SW

GPU/GPGPU가 뭐예요?

GPU와 GPGPU를, 똑같은 간단한 일을 한번에 나눠 하는 보조 정비팀 이야기로 풀어봤어요.

차 수백 대, 똑같이 타이어만 점검하면 돼요반장(CPU)은 손이 적어서 한 번에 몇 대밖에 못 봐요

똑같은 타이어 점검이 산더미처럼 쌓여요.반장(CPU)은 손이 적어서 한 번에 몇 대밖에 못 봐요.

제가 더 빨리, 더 잘할게요!더 뛰어난 한 명을 써도, 결국 한 번에 한 대씩이에요

더 뛰어난 정비사 한 명을 데려와도 한 번에 한 대씩인 건 같아요.쌓인 점검을 빨리 끝내려면 뛰어난 한 명보다 많은 손이 필요해요.

타이어 점검GPU = 똑같은 간단한 일을 한번에 수백 명이 나눠 하는 보조 정비팀보조 정비사 한 명은 단순한 일만 하지만, 다 같이 움직이면 전체 점검이 훨씬 빨리 끝나요

GPU = 수백 명이 똑같은 간단한 일을 나눠 하는 보조 정비팀이에요.보조 정비사 한 명은 단순한 일만 하지만, 다 같이 움직이면 전체 점검이 훨씬 빨리 끝나요.

코어 수백~수천 개일하는 손이 그만큼 많아요
SIMD모두에게 같은 동작을 동시에 시켜요
처리량 우선복잡한 일 하나보다 단순한 일 여럿을 많이 끝내요
GPGPU원래 그림용 보조팀을 계산에도 써요
CPU vs GPUCPU: 소수의 노련한 정비사CPU: 복잡하고 서로 다른 일GPU: 수백~수천 보조 인력GPU: 같은 일을 동시에 반복GPU는 복잡한 일 하나보다, 단순한 일을 '많이 동시에' 하는 데 강해요

CPU와 GPU는 잘하는 일이 달라요.GPU는 단순한 일을 '많이 동시에' 하는 데 강해요.

똑같은 일, 수백 번CPU(반장)보다 GPU가 압도적으로 빨라요하나씩 판단이 갈리는 복잡한 일이런 일은 CPU(반장) 몫이에요GPU는 CPU를 대신하지 않아요 — 서로 다른 일을 나눠 맡아요

GPU는 복잡하고 판단이 갈리는 일에는 안 맞아요.GPU는 CPU를 대신하지 않아요 — 서로 다른 일을 나눠 맡아요.

한 줄로

GPU = 똑같이 단순한 일을 수백~수천 개의 작은 손이 한번에 나눠 처리하는 보조 정비팀. GPGPU는 이 팀을 그림 작업 말고 일반 계산에도 쓰는 것.

GPU(Graphics Processing Unit)는 수많은 단순 코어로 동일 연산을 여러 데이터에 동시에 적용하는 SIMD(Single Instruction, Multiple Data) 구조예요. 원래 픽셀·정점 연산을 병렬 처리하려고 만들어졌지만, 그래픽 말고 다른 계산에도 쓰이면서 GPGPU(General-Purpose computing on GPU)라는 말이 생겼고, 지금은 행렬 연산이 많은 딥러닝에 특히 널리 쓰여요. CPU는 적은 수의 강력한 코어로 분기·순차 로직을 빠르게 처리하는 데, GPU는 많은 수의 약한 코어로 처리량(throughput)을 극대화하는 데 강해요.

어른들은 이렇게 불러요

SIMD
SIMD
모두에게 같은 동작을 동시에 시키는 것. GPU 병렬 처리의 핵심 방식이에요.
GPGPU
GPGPU
그림용 보조팀을 계산에도 쓰는 것. 딥러닝 학습이 대표적인 예예요.
처리량(Throughput)
Throughput
일정 시간에 얼마나 많이 처리하는지. GPU 설계가 가장 중시하는 값이에요.
AI 가속기(TPU·NPU)
AI Accelerator (TPU/NPU)
한 가지 계산만을 위한 전용 로봇팔. GPU보다 한 걸음 더 특화된 보조 도구예요. → 오직 그 계산 하나만을 위한 전용 로봇팔
CPU 스케줄링
CPU Scheduling
리프트에 누가 먼저 올라갈지 정하는 규칙. CPU 차례를 정하는 이야기예요. 그 페이지의 반장은 CPU가 아니라 운영체제예요. → 리프트에 누가 먼저 올라갈까
프로세스/스레드
Process/Thread
같은 차를 같이 고치는 여러 손. 여러 손으로 일을 나누는 점은 닮았지만, GPU는 같은 계산을 한꺼번에 돌리는 데 특화됐어요. → 같은 차, 여러 손
복잡도(Big-O)
Time Complexity
일이 늘 때 시간이 느는 정도를 재는 자. 병렬로 나누면 같은 Big-O도 체감 속도가 달라져요. → 차가 많아질 때 얼마나 느려질까
AI 분야의 GPU
GPU in the AI Field
AI 모델(앵무새)을 돌리는 빠른 장비(횃대). AI 분야에서는 추론 비용 관점으로 짧게 다뤄요. → AI 추론
다음 이야기
상자는 쌓고, 차는 줄 세우고 →
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