[컴퓨터 상식] CPU(중앙 처리 장치)와 GPU(그래픽 처리 장치)의 기능과 차이점

안녕하세요. 우리는 학생 때부터 CPU는 컴퓨터의 뇌라고 배웁니다. 그렇지만 GPU가 무엇인지는 고사양 그래픽이 필요한 게임을 할 때나 포토샵, 영상 작업을 할 때부터 마주치게 되는 것 같습니다. 

 

CPU는 무엇이고, GPU는 무엇인지 간략하게 살펴보겠습니다.

CPU는 중앙 처리 장치입니다. 컴퓨터의 아주 중요한 부품입니다. 왜냐하면 컴퓨터에서 일어나는 모든 일들을 계산하고 처리하기 때문입니다. 그래서 컴퓨터의 뇌라고 불리게 되었습니다. CPU는 운영 체제 및 프로그램을 실행할 때 생기는 모든 작업들을 처리합니다.  

GPU는 그래픽 처리 장치입니다. 사실 CPU와 하드웨어(물리적) 구성은 거의 비슷합니다. 그렇지만 CPU의 역할에 더 특화된 기능이 있다고 보면 되곘습니다. GPU는 보다 더 복잡한 연산을 동시다발적으로 처리할 수 있도록 합니다. 이는 병렬로 연산하기 때문에 가능합니다. 그래서 복잡한 연산을 효율적으로 처리하는 데 특화되어 있습니다. 컴퓨터에서 효율적인 연산이 필요한 이유는, 더 빠른 시간에 더 좋은 퀄리티의 영상이나 복잡한 연산을 출력할 수 있기 때문입니다. 우리는 모두 빠르고 더 나은 결과물을 좋아하니까요!

 

CPU와 GPU의 비슷한 점은 무엇인가요?

두 장치 모두 컴퓨터를 작동시키는 하드웨어입니다. 하드웨어 구성요소가 매우 유사합니다. 이 두 장치의 하드웨어 구성 요소에는 코어, 메모리, 제어 장치가 있습니다. 코어는 모든 계산을 실행하는 주체입니다.

코어는 비트(bit)라고 하는 디지털 신호로 메모리에서 실행해야 할 명령(계산식)을 가지고 옵니다. 그리고 그 명령을 컴퓨터가 이해할 수 있도록 디코딩하고, 명령 실행 주기라고 하는 어떤 특정 시간 주기(프레임) 내에서 연산을 수행합니다. 첫 CPU는 단일 코어였지만 이제는 멀티코어가 일반적입니다.

메모리는 CPU가 계산하는 동안 버벅이지 않도록 잠시 한숨 돌려주게 하는 임시 저장소입니다. CPU와 GPU 모두 초당 수백만 건의 계산을 완료하고 내부 메모리를 사용해서 잠시 저장해두었다가, 그 다음 연산에서 다시 저장된 데이터에 엑세스하는 등, 데이터의 연산 속도 및 부하 처리를 도와줍니다.

제어 장치는 CPU와 GPU가 연산 처리를 할 때 적절한 전기 에너지를 활용할 수 있도록 제어해주는 장치입니다. 이 제어 장치는 보통 사용자 또는 구매자 입장에서는 크게 고려되지 않습니다.

 

CPU와 GPU의 주요 차이점 요약

- CPU는 서버의 모든 처리 연산을 해결하는 하드웨어 장치입니다. 반면, GPU는 고사양 그래픽, 복잡한 연산(딥러닝)에 효율적인 결과를 안겨주는 특화된 장치입니다.

- CPU는 직렬 명령 처리를 위해서, GPU는 병렬 명령 처리를 위해서 태어났습니다.

- CPU의 코어수가 더 적을지라도 성능은 더 우수합니다. GPU는 CPU보다 코어 수가 몇십배는 더 많지만 각 코어의 성능은 떨어집니다.

- CPU는 범용 컴퓨터에 쓰이며, GPU는 고성능이 필요한 작업에 추가적으로 사용됩니다. GPU는 CPU없이 사용될 수 없습니다. 

 

이상 GPU와 CPU의 기능과 차이점을 알아보았습니다. 물리적 구성 요소는 비슷할지라도 가격에 있어서 큰 차이가 있습니다. 이는 GPU의 특화된 설계 방식으로 인한 것으로 예상됩니다. 코어 갯수가 일반 CPU보다 몇백개는 더 많기때문에 구매자 입장에서는 GPU로 얻을 수 있는 성능적 이득과 구입 가격을 중장기적으로 고려하여 구매를 고려할 수 있겠습니다.

 

두 하드웨어 구성 요소의 기능과 차이점이 독자님의 컴퓨터 상식에 도움이 되기를 바랍니다.

 

감사합니다.