4차 산업혁명의 시대 이제는 CPU가 아닌 GPU

 

GPU라는 말은 나는 난생 처음 들어봤다. 컴퓨터는 그저 게임이나 하는 용도로 쓰다보니 GPU라는 것 자체가 생소하였다. '미래의 부'를 읽으면서 GPU가 정말 중요한 것이고, 4차 산업혁명에 꼭 가치있는 것이라고 생각되었다. 

 

인텔의 위기

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반도체 하면 떠오르는 대표적인 기업이 아마 '인텔'일 것이다. 인텔은 지난 반세기 동안 반도체의 강자였으며, 특히 CPU분야에서 1등이었다. 그런데 이 CPU는 왜 점차 몰락해가는 것일까?

 

바로 스마트폰이다. 필요할 때만 사용하는 PC와 달리 하루종일 들고다니는 스마트 폰은 전력 소비가 낮아야 하는데 인텔의 CPU는 전력소비가 너무 높아 들어가기 어렵기 때문이다.  PC의 두뇌가 CPU라며 스마트폰의 두뇌는 AP이다. 현재 AP는 ARM의 설계도를 기반으로 삼성전자, 애플, 퀄컴, 엔비디아 등에서 만들고 있다고 한다.  인텔 CPU시장은 악제인 것이다. 

 

또한 4차 산업혁명에서 가장 두드러지는 분야는 바로 인공지능이다. CPU가 일종의 천재라면 GPU는 그 천재 밑에서 일하는 일꾼들이라고 할 수 있다. 그래서 사람들도 CPU가 중요하다고 생각하지만 상황은 그렇지 않다. 예를 들어 인공지능이 개와 고양이를 구분하게 만들려면 개 사진과 고양이 사진을 최소 1억장 이상 보여주면서 학습시켜야 한다. 반면에 GPU를 사용하면 수만 장 이상의 사진을 한 번에 볼 수 있다. 그만큼 학습시간이 단축되는 것이다. CPU가 중요하긴 하지만 GPU가 뒷받침되지 않는다면 복잡한 인공지능을 만들 수 없기 때문이다. 

 

또한 자율주행차를 위해서는, 특히 완전한 자율주행을 위해서는 온갖 변수로 가득한 도로 위를 달려하는데 CPU는 순차적으로 가장 처음에 맞닥뜨린 것부터 순서대로 처리한다. 그렇게 되면 CPU를 사용한 자율주행차는 사고가 나기 쉽다. 반면 GPU를 쓰면 여러 일꾼들이 모든 상황을 한번에 확인한뒤 동시에 처리하게 되므로 자율주행차 시대가 올수록 GPU가 더욱 주목받는 이유다. 

GPU의 강자 엔비디아

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현재 엔비디아는 GPU를 설계하고 관련 서비스를 제공하는 팹리스 기업으로 세계 GPU시장에서 독보적인 1위를 차지하고 있다.(사실 그래픽카드 회사인줄만 알았다..) 앞으로도 엔비디아는 오랫동안 GPU시장을 독점할 가능성이 큰데 그 이유는 바로 엔비디아가 칩 생태계를 만들었기 때문이다. 엔비디아는 '쿠다CUDA'라는 프로그램을 만들었는데 지금 전세계 200만명이 넘는 개발자들이 이 프로그램을 쓰고 있다. 

뿐만아니라 2010년 엔비디아는 일반 GPU에 CPU기능을 탑재한 GPGPU를 개발했다. 이 GPGPU는 자율주행차에 들어가고 있으며, 2020년 고성능 GPU인 'A100'을 공개하였다. 이 A100은 기존 GPU보다 최대 3배 빠른 속도를 제공하는 등 인공지능 분야에서 계속 시장을 독점하려는 엔비디아의 의지를 보여주고 있기 때문이다. 

단, 아직 반도체 시장의 ASML처럼 완전한 독점력을 갖고 있지는 못하는 것이 문제이다. 또한 엔비디아의 생태계도 구글, 아마존 같은 대규모 기업들에 비해 역시 못 미치는 것이 조금 걸림돌이 될 것 같다. 그러다 보니 구글, 마이크로소프트, 아마존 같은 기업들이 점차 이분야에 뛰어들고 있다. 

 

책을 읽으면서 인공지능 분야에서 GPU분야가 정말 중요한 것을 깨달았다. 동시에 여러가지를 처리해야하는 현실적인 상황에 어울리는 칩셋인 것은 분명하다. 여기서 소개한 엔비디아는 중기적으로는 투자할만 한 것이라고 생각된다. 하지만 장기적인 관점에서 보면 투자는 하되 지속적으로 이 시장의 상황을 지켜보는 것이 좋지 않을까 생각한다. 

 

또한, 4차산업혁명의 저변에 깔린 가장 기초적인 것이 무엇일까?라는 것에 다시한번 생각하게 만드는 책이었다.