그래픽처리장치

그래픽처리장치 또는 GPU(Graphics Processing Unit, 지피유)란 컴퓨터의 그래픽 부분을 처리하는 장치를 말한다. 모니터에 영상신호를 출력하기 위해서는 많은 연산이 필요한데 이 연산을 빠르게 처리하는 부품이 GPU이며, 연산한 결과값들을 모니터에 출력한다. 그래픽과 관련된 연산을 할 때, 중앙처리장치(CPU)보다 처리 속도가 빠르다. 컴퓨터의 그래픽 카드 또는 비디오 카드에 부착하거나 스마트폰, 게임기 등에 설치한다.

등장배경

CPU나 램, HDD 등은 영상신호를 모니터에 출력할 수 있는 기능이 없기 때문에 개별적인 장치가 필요하다. 그렇기 때문에 그래픽카드가 만들어진 것이다.

작동방식

GPU가 연산하는 방식에 대해서 알아보자. GPU는 작고 단순한 연산 코어를 CPU보다 훨씬 많이 가지고 있다. 예를 들어 CPU가 10개의 코어를 가지고 있다면, 최신 GPU는 1000개 이상의 코어를 가지고 있다. GPU의 코어 각각의 능력은 CPU의 코어만큼의 능력을 갖추고 있는 것은 아니지만, 단순 연산을 GPU가 담당한다면 그 능력은 극대화된다. GPU 효율의 핵심은 '병렬연산'이다. GPU의 무수히 많은 코어를 한 번에 많은 일을 시켜야 한다는 이야기이다. CPU는 연산을 처음부터 마지막까지 순차적으로 진행하지만, GPU는 연산을 일정한 묶음으로 바로바로 처리할 수 있다.

역사

최초의 GPU는 1981년에 만들어진 MDA, CGA가 있으며 이후 1982년에는 최대 720x348 해상도의 흑백 그림을 출력할 수 있는 허큘러스(Hercules)가 개발되었으며, 1984년에는 640x350 해상도의 16색을 표현할 수 있는 EGA(Enhanced Graphics Adapter)가 개발되었다. 마지막으로 1987년에야 우리가 현재 쓰고 있는 그래픽카드의 뿌리라고 볼 수 있는 VGA(Video Graphics Array)가 개발되었다. 이는 640x480 해상도에서 16색, 320x200 해상도에서 256색을 출력할 수 있는 성능을 가지고 있었다. VGA를 그래픽카드라고 부르는 것은 정확한 표현은 아니지만 이미 널리 일반화되었으며 문제가 되지 않는다.

제조사

대표적으로 엔비디아사의 지포스(Geforce) 시리즈와 AMD사의 라데온(Radeon) 시리즈가 있다. 세계 최초의 그래픽처리장치(GPU)는 1999년 엔비디아(nVIDIA)가 제작한 지포스(GeForce) 256 제품이다. 인텔(INTEL) 사는 내장형 그래픽(인텔 HD 그래픽스)에 집중해왔지만 2020년도에는 외장형 그래픽카드 분야에 진출할 예정이라고 밝혔다.

종류와 특징

GPU는 외장형의 개별적인 부품으로 되어있는 형태와 CPU에 내장되어있는 부품으로 나뉜다. 외장형 GPU는 고화질 동영상, 고사양 3D 게임에 알맞고, 내장형 GPU(APU,인텔 HD 그래픽스)는 인터넷, 동영상, 저사양 3D 게임에 알맞다. 외장형 GPU는 빠르지만,전력소모량이 많다는 특징이 있고, 내장형 GPU는 느리지만 적은 전력소모량을 가지고 있다.

사용처

가정에서 고화질 동영상 시청이나, 고사양게임에 주로 이용되며 최근 비트코인, 이더리움 등의 암호화폐를 채굴하기 위해 고성능 GPU를 여러 개 장착한 전문 채굴기를 사용하기도 한다.

전망

최근 고사양의 게임이 많이 출시됨에 따라 고사양의 그래픽카드가 있어야 하는 사람들이 증가했다. 고해상도와 고사양 게임을 즐기려면 짧은 시간에 많은 연산을 할 수 있는 고가의 그래픽카드가 필요한데 이러한 수요를 그래픽카드 제조사가 충족시켜주고 있다. 최근에는 VR(Virtual Reality)컨텐츠의 등장으로 고가의 그래픽카드는 점점 일반 소비자들에게도 선택의 대상이 되었다.

고사양 그래픽카드의 채굴능력(연산능력)을 이용해 여러개의 고성능 그래픽카드를 채굴기에 묶어 비트코인을 채굴하게 되는데 이것이 그래픽카드에 가격상승에 한몫했지만 최근 비트코인의 거품이 꺼지는 바람에 그래픽카드 시장도 주춤한 추세이다.

같이 보기

• 컴퓨터
• CPU
• APU
• 인텔 HD 그래픽스
• ASIC
• FPGA
• 반도체

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