GPU와 CPU 특징 및 차이점은?

최근 엔비디아 주가가 사상 최고치를 기록 중인 가운데 엔비디아 하면 생각나는 것은 누구나 잘 알고 있는 그래픽카드인데요 여기에 내장된 칩이 바로 GPU입니다. 그렇다면 GPU와 CPU는 어떤 특징과 차이점을 가지고 있을까요? 지금 주터 자세하게 알아보도록 하겠습니다.

 

GPU CPU 차이점 비교

 

GPU가 뭔가요? 특징은?

 

GPU(그래픽스 처리 장치)는 그래픽 처리에 특화된 하드웨어 장치입니다. 초기에는 주로 컴퓨터 그래픽스를 처리하기 위해 개발되었지만, 최근 몇년간 머신러닝 및 딥러닝과 같은 병렬 연산에도 널리 사용되고 있습니다. GPU는 많은 수의 연산을 동시에 수행할 수 있으며, 병렬 처리를 통해 고성능 계산을 가능하게 합니다.

 

CPU(중앙 처리 장치)와 대비하여 GPU는 수백 개에서 수천 개의 코어를 가질 수 있으며, 각 코어는 작은 작업을 병렬로 처리할 수 있습니다. 이러한 구조는 대규모 데이터 집합에 대한 복잡한 계산이나 그래픽 처리와 같은 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 해 줍니다.

머신러닝 및 딥러닝에서 GPU는 대규모 데이터 세트를 사용한 복잡한 모델의 학습과 추론을 가속화하는 데 사용됩니다. GPU는 병렬 처리를 통해 대규모 신경망의 학습과 추론을 효율적으로 처리할 수 있어, 딥러닝 모델의 성능 향상과 개발 시간 단축에 큰 도움이 됩니다.

또한, GPU는 게임, 가상 현실, 영상 편집 및 가속화된 컴퓨팅 작업 등 그래픽 처리에 필요한 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 따라서 GPU는 현대 컴퓨팅에서 중요한 역할을 하고 있으며, 높은 성능과 효율성을 제공하여 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

 

CPU가 뭔가요? 특징은?

 

CPU(중앙 처리 장치)는 컴퓨터 시스템에서 핵심적인 계산 및 제어를 수행하는 주요 하드웨어 장치입니다. CPU는 컴퓨터의 뇌로 생각할 수 있으며, 프로그램의 명령어를 해석하고 실행하여 모든 계산과 데이터 처리를 담당합니다.

 

CPU는 우리가 매일 사용하고 있는 컴퓨터 안에서 다음과 같은 복잡한 일들을 수행 중에 있습니다. 정말 다양한 일을 하는 하드웨어인데요. 우리 몸에 비유하자면 심장과 같은 핵심 역할을 컴퓨터 안에서 매일 바쁜 게 기능을 수행하고 있는 것이죠.

 

• 연산(Operations): CPU는 산술 및 논리 연산을 수행하여 프로그램의 명령을 실행합니다. 이러한 연산은 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈과 같은 산술 연산뿐만 아니라, 비교, 논리 연산 등 다양한 연산을 포함합니다.
• 명령어 해석(Instruction Decoding): CPU는 메모리에서 프로그램의 명령어를 읽어 들이고, 그것을 해석하여 이해하고 실행할 수 있는 형태로 변환합니다.
• 제어(Control): CPU는 프로그램의 실행 흐름을 제어합니다. 이는 조건문(if-else), 반복문(for, while) 등의 명령어를 실행하여 프로그램의 흐름을 조작하는 것을 포함합니다.
• 메모리 관리(Memory Management): CPU는 메모리에 데이터를 읽고 쓰는 작업을 수행합니다. 이는 RAM(랜덤 액세스 메모리)에서 데이터를 로드하거나 저장하거나, 디스크에서 데이터를 읽거나 쓰는 등의 작업을 포함합니다.

 

컴퓨터 시스템에서 CPU는 다른 하드웨어 장치와 함께 작동하여 프로그램의 실행을 담당하고, 사용자와의 상호작용을 가능하게 합니다. CPU의 성능은 클럭 속도, 코어 수, 캐시 크기 및 아키텍처 등의 요소에 따라 결정됩니다. 현재 세계적인 CPU 생산업체로는 인텔과 AMD가 양대 산맥을 이루고 있습니다. 현재 CPU는 14세대 까지 시중에 출시되어 있습니다.

 

GPU와 CPU 차이점

 

GPU와 CPU는 컴퓨터 구성이나 운용에서 있어 둘 다 아주 중요한 하드웨어 장치인데요 하지만 각각 다른 기능과 목적으로 개발되었습니다. 다음과 같은 차이점을 살펴보시면 이해하는데 도움이 될 것입니다.

 

개발된 목적 관점에서 들여다보면, CPU는 주로 범용 작업 수행용으로 프로그램 실행이나 데이터 처리, 메모리관리등의 다양한 작업에 대해 관여하고 기능을 수행합니다. GPU는 주로 그래픽 처리를 함에 있어 병렬처리를 하는데요 게임할 때 그래픽 영상 처리나 가속화된 컴퓨팅 작업등의 목적으로 개발된 하드웨어입니다.

 

구조를 살펴보면, CPU는 보통 x개의 코어 단위로 구성되어 있고 병렬로 구성된 코어들을 통해 대규모 병렬 계산을 효율적으로 수행할 수 있는 것입니다. GPU 또한 대량의 병렬 계산이 가능한데요 약간 다른 점은 수백 개에서 수천 개의 작은 코어로 구성된 것이 특징입니다.

 

연산 측면에서 살펴보면, CPU는 복잡하고 순차적인 작업을 주로 수행하고 단일 스레드 상태에서 보다 높은 성능을 냅니다. 반면, GPU는 수많은 작은 연산을 동시에 처리할 수 있는 것이 장점이며 대규모 데이터에 대한 고성능 계산이 가능합니다.

 

주로 CPU는 다양한 분야에서 사용되는데요 대표적으로 웹브라우징, 프로그래밍, DB관리, OS(운영체제)등의 실행에 사용됩니다. GPU는 대량의 계산이나 주로 그래픽 처리, 머신러닝이나 딥러닝과 통계 추론등의 계산에 사용됩니다.

 

본문 내용과 같이 GPU와 CPU의 특징을 알아봤습니다. 이와 같은 차이점과 특징을 인지하시고 IT업계에 종사한다면 무식하다는 소리는 듣지 않을 것입니다. ^^ 이와 같은 컴퓨터에 대한 기본 지식을 많이 알아두면 언젠가는 도움이 될 것입니다.