GPU(그래픽 처리 장치) 개념 및 CPU와의 차이점

✅ GPU란?

GPU는 Graphic Processing Unit(그래픽 처리 장치)의 약어로 컴퓨터 시스템에서 그래픽 연산을 빠르게 처리하여 결과값을 모니터에 출력하는 연산 장치이다. 

 

1990년대 중반까지만해도 3D 그래픽은 주로 CPU로 구현하였으나 게임 등 그래픽 연산의 수요가 높아짐에 따라 더 빠르고 실시간 그래픽 처리가 필요했다.

 

✅ CPU와 GPU 차이점

CPU(직렬 처리방식)

• CPU는 속도는 빠르지만 한 번에 한 가지씩 일을 처리한다. 
• CPU 내부의 많은 부분은 캐시 메모리로 채워진다(CPU와 RAM 사이의 성능 차이로 인한 병목을 막기 위함)
• CPU가 처리할 것을 RAM에서 불러와 임시로 Cache Memory에 저장해 처리 속도를 높인다.
• 현재의 CPU들은 DRAM들에 비해 속도가 많이 빠르다 보니 DRAM이 성능이 낮아 병목현상이 발생, 이것을 속도가 빠른 Cache Memory에 임시로 저장해 처리 속도를 높이는 구조이다.

 

GPU(병렬 처리방식)

• 반면에 GPU는 여러 명령어를 한꺼번에 처리하는 병렬 방식을 사용해 동시에 계산을 함
• 비유하자면 CPU는 비행기로 물건 1개를 옮긴다면, GPU는 걸어서 100개의 물건을 옮기는 것과 같음

출처:https://velog.io/@euisuk-chung/CPU%EC%99%80-GPU

단순한 상수 연산을 수행할 때 CPU는 5.84ms, GPU는 42.8ms가 나온 것을 통해 우리는 CPU가 하나의 연산을 수행함에 있어서 더 우수한 것을 볼 수 있다. 반면에 10000 by 10000 행렬연산을 수행하는 데 있어서는 CPU는 13.7s, GPU는 758ms인 것을 통해 GPU가 병렬 연산을 하는데 있어서 더 빠른 것을 직접적으로 확인할 수 있다. 

✅ GPU와 CPU 비교영상

 

참고

https://byul91oh.tistory.com/57

https://elice.io/newsroom/gpu_definition_and_exampless

https://velog.io/@euisuk-chung/CPU%EC%99%80-GPU