그래픽카드는 무엇을 수행해내는 장치인가?

컴퓨터는 가장 기본적으로 데이터의 논리연산을 처리하게 되는데, 이 데이터들은 시스템간의 처리로 사용자의 눈에는 직접적으로 확인할 수 없다, 따라서 이렇게 발생된 데이터들을 스피커나, 모니터 등의 출력장치를 통해 사용자 또한 데이터의 결과를 확인하게 된다 가장 기본적으로 CPU는 중앙제어 처리장치로써 핵심적으로 처리할 데이터들을 중앙에서 제어하고 처리하는 역할을 수행하며 이 처리된 데이터들을 화면의 영상 신호로 변환 함으로써 사용자가 직접적으로 데이터 처리를 확인할 수 있게된다, 물론 CPU 자체에서 내장그래픽을 기반으로 영상신호로 변환 하여 출력시켜주거나 하는 역할의 CPU도 존재하지만 그렇지 않은 경우에는 그래픽카드 장치를 이용하여 이 데이터들을 영상으로 변환해 주어야 영상으로 확인할 수 있다.

 

그래픽카드의 구조

그래픽카드의 일반적인 구조는 CPU와 비슷한 형태를 가지고 있다, CPU의 경우 메인보드가있고, 서포트해주는 메모리가 존재하게되는데 이 구조와 그래픽카드는 아주 유사한 형태를 가지고있다.

위의 이미지는 그래픽카드를 분해한 모습이다, 위의판은 그래픽카드의 기판으로 메인보드의 역할을 하며 메인보드 중앙부분의 서멀구리스가 도포되어있는것은 GPU(Graphics Processing Unit) 라고 불리우며 모니터로 보낼 영상신호를 생성한다, 그리고 기판아래의 이미지는 GPU도 CPU처럼 재역할을 수행하게 되면 발열이 생기게 되는데 이 발열을 해소하기위해 CPU의 쿨러 처럼 GPU도 마찬가지로 GPU에 서멀구리스로 도포한 뒤, 방열판과 맞닿아 냉각을하는 구조를 갖추고 있다.

 

그래픽카드의 성능 어떻게 따져봐야할까?

그래픽카드 역시 CPU와 마찬가지로 Hz 라는 기준으로 성능을 책정하게되는데 이 속도의 개념이 CPU와 유사한 형태를 지니고 있다 또한 CPU가 시스템의 핵심이라면 GPU는 그래픽출력에 있어 핵심이 되며 GPU 또한 처리 속도가 빨라짐에 따라 많은 열을 발생하게 되고 또한 발열을 해소하기위해 방열판이 있고, 방열판으로 전도된 열을 해소시키기 위한 팬이 별도로 또 있다, 사양에따라 방열판의 사이즈는 커지게 되고 팬 또한 1열, 2열 또는 3열까지도 구성하는 그래픽카드도 있다 무조건적이지는 기본 베이스 클럭이 높고 팬이 더 많이 달려있을수록 발열해소가 더 원활하기 때문에 성능은 더 우월할수 밖에 없다

 

GPU? CPU와 비슷하다면서?

그렇다 GPU는 CPU와 유사한 형태를 가지고도 있지만 어떤점에서 차이가 나는지 알아보도록 하겠다, CPU는 시스템의 논리연산을 처리하는 역할로 예를들자면 코어가 많아짐에따라 2코어, 4코어, 6코어, 8코어 로 계산하는 연산자가 많아짐으로써 엑셀의 수식을 걸어두었을 때 보다 더 어려운 수식일수록 코어가 많으면 보다 더 빠른처리속도를 보여준다고 생각하면 이해가 빠르겠다, 영상처리를 하는 GPU의 경우에는 그림을 그리는 화가가 많아진다고 보면 이해가 빠를수 있겠다, 즉 화면을 그리는 작업자가 많아짐으로써 보다더 많은 화면을 그려내게 되고 더 많은 그림을 그림으로써 이미지가 부드럽고 깔끔하고 선명해진다고 보면 되겠다 실은 사용자입장에서는 CPU의 코어가 많아지는것은 실제 체감하기란 어렵지만 그래픽의 경우 눈에보이는 화면이 바로 눈에 띄기 때문에 이때문에 그래픽카드가 중요하다는 입장의 유저도 많은편이다.

 

GDDR? DDR? 그게 뭔데?

연산자가 많든, 그림을그리는 작업자가 많든 그 어느쪽도 작업하는 공간(메모리)의 규모가 커야만 빠른 처리를 할수 있기 때문에 CPU에는 DDR(Double Data Rate) 의 규격이, GPU에는 GDDR(Graphics Double Data Rate) 를 이용하여 CPU또는 GPU의 역할을 서포트하여 더욱더 빠른 작업을 할 수 있도록 돕는다, GDDR 과 DDR의 차리를 꼽자면 가장 큰 차이점은 데이터 버스의 비트 구성이라고 보면 되겠다, GDDR5의 경우 x32 비트의 구성을 지니고 DDR3의 경우 16비트의 구성을 지니고 있다, 아래의 표에서 차이를 확인하도록 하자.

	DDR3	GDDR5
I/O	16	32
Prefetch (per I/O)	8	8
Max. Bandwidth	4.3GB/s(2133Mbps per pin)	32GB/s (8Gbps per pin)
VDD	1.35V, 1.5V	1.35V, 1.5V

출처 : skhynix

 

위의 표를 보면 GDDR5는 DDR3와 비교하였을 때 비트가 차이나고 핀당 데이터의 대역폭이 DDR3에서는 2133Mbps, GDDR5에서는 8Gbps 로 약 4배정도 차이나는것을 확인 할 수 있다,

 

이때 의문이 들수 있는것은 DDR3와 GDDR3로 비교하여야 하는것은 아니냐 라는 의문을 가질수도 있겠지만 위의 비교 사유는 GDDR4, GDDR5의 경우 DDR3 의 기반이기 때문에 비교대상이 된다라는 것이다.

 

같은 메모리라며? 시스템에서 GDDR을 사용하면 안될까?

문득 사양에 기준을 두고 생각해보니 GDDR의 버전을 계속적으로 늘려 대역폭을 늘리면 더욱더 빠른 처리가 가능한 시스템이 나오는것이 아닌가 하는 생각도 있지만 대역폭이 늘어남에따라 처리속도는 늘어나지만 대역폭을 늘림으로써 인한 비용이 증가하고 대역폭이 넓은 모델은 전력소모 또한 늘어나게된다, 그리고 무엇보다도 DDR3 이후부터에서는 메모리가 어느정도의 속도를 내주고 있기 때문에 궂이 현재의 빠른속도에서 GDDR로 개선하여 금액도 올라가고 발열또한 올라가기 때문에 채택하지않는 이유중에 하나이다, 하지만 그래픽 처리 중심이 주가 되는 PS4와 같은 콘솔 게임기에서는 GDDR5 를 채택하고 사용하고있다, 반대로 데스크톱에서 사용되는 작업들은 그래픽만 한하여 주가 되는것이 아니라 여러가지의 다양한 작업을 수행해내는 데스크톱의 특성과는 맞지않아 사용되지 않고 있다.