GPU(Graphics Processing Unit)은 컴퓨터에서 3D 그래픽스 렌더링과 대량 연산을 담당하는 칩셋이다.
iGPU와 그래픽카드
이 칩셋이 CPU 내에 있거나 메인보드에 장착되어 있다면 내장그래픽(iGPU; Integrated GPU), 전용 보드에 장착되어 이 보드를 메인보드에 장착하는 형태라면 그래픽카드 또는 비디오카드, 외장그래픽, VGA 등으로 부른다.
구성
기본적으로 현대적인 GPU에는 통합쉐이더 프로세서[주 1], 텍스처 매핑 유닛, 렌더 출력 유닛 등으로 구성된다.
그래픽카드의 경우 GPU와 VRAM(Video RAM), 전원부, 단자부 등으로 구성된다.
통합쉐이더 프로세서
통합쉐이더 프로세서(SP; Shader Processor)는 정점 쉐이더, 픽셀 쉐이더, 지오메트리 쉐이더, 헐 쉐이더, 도메인 쉐이더, 컴퓨트 쉐이더 등 다양한 쉐이더를 처리하는 프로세서 유닛이다. GPU에는 적은 경우 32개, 많은 경우 4096개의 다수의 프로세서가 모여있기 때문에 경우에 따라 병렬 연산에는 CPU보다 빨라서 GPGPU에 활용된다.
텍스처 매핑 유닛
텍스처 매핑 유닛(TMU; Texture Mapping Units)은 통합쉐이더 프로세서에서 텍스처 데이터를 가져다 사용할 때 텍스처 필터, 텍스처 어드레스에 따른 텍스처 좌표의 픽셀 값을 매핑하는데 사용되는 장치이다.
렌더 출력 유닛
렌더 출력 유닛(ROP; Render Output unit 혹은 Raster Operations Pipeline)은 래스터라이즈 과정에 사용되는 유닛이며, 래스터라이즈 과정은 렌더링 파이프라인의 마지막 부분이기 때문에 렌더링 마지막 작업에 사용된다. 숫자 데이터일 뿐인 값을 2D 화면으로 만드는 과정이며, 안티 앨리어싱 작업에도 관여한다.
VRAM
VRAM은 CPU와 독립적으로 사용하는 메모리이다. CPU에서 사용하는 메모리에 비해 월등하게 빠른 입출력 속도를 가지고 있다. 발열과 전력 소모도 일반적인 RAM에 비해 많은 편이다. VRAM 표준으로는 2017년 기준 GDDR 계열과 HBM 계열이 사용되고 있다. 내장그래픽에서는 CPU의 RAM의 일부를 VRAM 영역으로 만들어 사용한다.
기타
벤치마크
일반 사용자 입장에서는 GPU의 가장 많은 사용처는 게임이기 때문에 게임 그래픽 처리 능력을 알아보기 위한 벤치마크 정보를 필요로 하는 경우가 많으며, 때문에 다양한 성능, 오버클럭 벤치마크 도구들이 출시되어 있다.
- 3DMark
- Star Swarm Stress Test
또한 벤치마크를 위해 게임 내에 벤치마크 도구를 포함하는 경우도 있다. 아래 나열된 게임은 벤치마크에 자주 사용되는 게임들이다.
가상화폐
비트코인, 이더리움과 같은 가상화폐들이 유행하기 시작하면서 GPU의 고속 병렬 처리 능력 때문에 고효율 GPU를 구매하는 사람이 많이 늘었으며, 이 때문에 제조사 권장 소비자가가 경쟁사 대비 저렴하면서 채굴 효율이 높은 AMD 그래픽카드가 많이 팔리면서 시장가가 경쟁사 제품보다 높아지는 현상이 발생했다.
AMD 제품을 구매할 수 없을 정도로 전세계적으로 물량이 바닥나자 채굴업자들이 NVIDIA 제품도 마구 구매하기 시작했으며, 때문에 2017년 초부터 일반 소비자들이 그래픽카드를 제대로 구매할 수 없는 정도에 이르렀다.
이에 제조사 측에서는 게이밍용 그래픽카드를 일반 소비자들이 이용할 수 있도록 채굴 전용 카드를 출시할 계획을 밝혔다.