(HW) CPU vs GPU: 차이점과 활용 분야 정리

 

• 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)는 컴퓨팅 시스템의 핵심 구성 요소로서, 각각 고유한 설계와 기능을 통해 다양한 작업을 처리함
• CPU는 복잡한 연산과 순차적 작업에 최적화되어 있으며, GPU는 대규모 병렬 처리를 통해 그래픽 렌더링 및 데이터 병렬 처리에 뛰어난 성능을 발휘함

1. 요약
- CPU(중앙처리장치): 다양한 작업을 순차적으로 처리하는 범용 프로세서로, 복잡한 연산과 운영체제의 전반적인 기능을 관리함
- GPU(그래픽처리장치): 수천 개의 작은 코어를 통해 대규모 병렬 처리를 수행하며, 그래픽 렌더링, 인공지능, 머신러닝 등에서 높은 효율성을 보이고 있음

2. 주요 내용
2.1 CPU와 GPU의 기본 개념
- CPU: 서버의 핵심 계산 장치로, 운영체제 및 애플리케이션 실행에 필요한 모든 유형의 컴퓨팅 작업을 처리함
- GPU: 그래픽 렌더링을 위해 설계된 전문화된 하드웨어 구성 요소로, 복잡한 수학 연산을 병렬로 효율적으로 처리함

2.2 설계 및 구조적 차이
- 코어 구성:
 * CPU: 적은 수의 강력한 코어로 구성되어 복잡한 연산을 순차적으로 처리함
 * GPU: 수천 개의 작은 코어로 구성되어 단순하고 반복적인 작업을 병렬로 처리함
- 메모리 구조:
 * CPU: 대용량의 캐시 메모리를 통해 빠른 데이터 접근을 지원함
 * GPU: 작은 캐시와 다수의 연산 장치를 통해 병렬 처리에 최적화된 구조를 가짐

2.3 처리 방식의 차이
- CPU: 순차적(직렬) 처리에 최적화되어 복잡한 연산을 빠르게 수행함
- GPU: 병렬 처리에 특화되어 대량의 데이터를 동시에 처리하는 데 뛰어난 성능을 보임

2.4 전력 소비 및 발열
- CPU: 일반 작업에서 전력 소비가 적으며, 발열이 상대적으로 낮음
- GPU: 고성능 그래픽 및 병렬 처리 작업에서 높은 전력을 소비하며, 발열 관리가 중요함

2.5 활용 분야
- CPU: 운영체제 관리, 복잡한 연산, 일반적인 애플리케이션 실행 등 다양한 작업에 사용됨
- GPU: 그래픽 렌더링, 인공지능, 머신러닝, 딥러닝, 과학적 계산 등 병렬 처리가 필요한 분야에서 활용됨

3. GPU를 CPU 없이 독립적으로 사용할 수 있는지?
- GPU는 CPU의 명령을 받아 작업을 수행하며, CPU가 없으면 운영 체제와 프로그램을 실행할 수 없음 따라서 GPU는 CPU와 함께 사용되어야 하며, CPU 없이 독립적으로 사용할 수 없음
- GPU는 CPU의 보조 역할을 하며, 두 장치는 서로 보완적인 관계를 가지고 있음

4. 참고정보
- https://aws.amazon.com/ko/compare/the-difference-between-gpus-cpus/
- https://velog.io/@minkang911/CPU-vs-GPU
- https://blog.naver.com/marksueblog/223747055606
- https://post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=32024739&memberNo=44385728&vType=VERTICAL
- https://blog.naver.com/forecastinglab/223408489188
- https://m.blog.naver.com/lascomco/222949661926
- https://www.dknyou.com/blog/?bmode=view&idx=16155799
- https://kmuhan-study.tistory.com/12