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[JumpToDX11-10] GPGPU 를 위한 DirectCompute.

DirectX 11 2010.01.27 09:00 Posted by 조진현


아주 오래 전 컴퓨터에는 GPU 라는 개념이 특별히 존재하지 않았습니다.
그저 화면에 얼마나 많은 픽셀을 나타낼 수 있는가 정도가 그래픽 카드의 성능을 나타내는 기준이였습니다.
그랬던 상황이 오늘 날에 이르게 된 것입니다.( 굳이 자세히 언급할 필요가 없을 것 같습니다.^^ )

오늘날의 GPU 의 성능은 가히 놀라울 정도입니다.
하지만 이런 놀라운 성능을 가진 GPU의 processing unit 들이 대부분의 시간을 놀면서 있다는 것이
우리의 신경에 거슬렸던 것입니다.
그래서 이들에게 일감을 분배시키기 위한 방안을 생각하게 되었고,
이를 배경으로 등장한 것이 바로 GPGPU 입니다.

GPU 를 활용한 일반적인 처리 방식을
GPGPU( General-purpose computing on graphics processing uints ) 라고 합니다.
범용성 있게 GPU 를 활용해서 처리하겠다는 것이지만,
사실 CPU 와 GPU 의 목적은 엄연히 다릅니다.

CPU 는 광범위한 영역에서도 효율적으로 이용될 수 있도록 설계를 된 것이지만,
GPU 는 그래픽 처리를 위한 산술 연산에 특화된 processing unit 입니다.
오늘 날 PC 는 멀티코어 형식이 많아지고 있는 추세인데,
하나의 CPU 는 기본적으로 특정 시간에 하나의 연산만 수행할 수 있습니다.
GPU 의 경우에는 병렬처리 형식에 완전히 특화된 형태입니다.
오늘날 GPU의 코어는 32개라고 합니다.
즉 32개가 연산이 동시에 실행될 수 있다는 얘기입니다.
아래 그림을 한번 보실까요?




GPU 에는 SIMD 라는 것이 굉장히 많은 것을 볼 수 있습니다.
SIMD( Single Instruction Multiple Data ) 라는 것은 병렬 프로세서의 한 종류입니다.
벡터 기반의 프로세서에서 주로 사용되는데,
하나의 명령어를 통해서 여러 개의 값을 동시에 계산할 수 있도록 해줍니다.
( http://ko.wikipedia.org/wiki/SIMD  --> 여기서 참고 했습니다^^ )

벡터 기반이라는 사실에 우리는 주목할 필요가 있습니다.
GPU 는 광범위한 목적으로 설계된 processing unit 이 아닙니다.
즉, GPGPU 를 활용하는 목적은 주로 수치 연산에만 국한된 이야기 입니다.
일반적인 로직으로 GPGPU 를 활용하는 것은 그리 좋은 선택이 아니라는 것입니다.
현재 GPGPU 가 활용되고 있는 영역은 이미지 프로세싱, 비디오 프로세싱, 시뮬레이션 등과 같이
많은 수학 연산이 필요한 영역입니다.
분명한 것은 이들 수치 연산에 국한된 모델이라 할지라도, 그 성능이 무척 매력적이라는 것입니다.

이런 GPGPU 활용을 위해서 마이크로소프트는 어떤 준비물을 가지고 등장했을까요?
그것이 바로 'DirectCompute' 라는 것입니다.^^
아래 그림을 한번 보실까요?



DirectCompute 외에도 친숙한 이름이 보이시나요?
개인적으로 현재 GPGPU 분야에서 가장 앞서 있다고 보여지는 CUDA 가 있습니다.
이것들에 대한 우열을 가리기는 어려운 문제입니다.
여러분이 처한 상황에서 최선의 선택을 하면 되는 것입니다.
그 중에 DirectCompute 도 하나의 선택지일 뿐입니다.
CUDA 도 굉장히 훌륭한 GPGPU 모델입니다.
( 사실 저도 CUDA 를 공부하면서 GPGPU 의 개념을 잡았습니다.^^ )
CUDA 는 제가 지금 언급하지 않아도 될 정도로 많은 정보들이 공개되어 있습니다.

DirectCompute 는 마이크로소프트에서 가지고 나온 GPGPU 모델입니다.
앞으로 OS 의 강력한 지원을 가지고 등장하게 될 것입니다.

사실 GPGPU 와 DirectCompute 는 매우 혼란스럽게 사용될 수 용어들입니다.
그래서 오늘은 이들 두 용어를 확실히 구분하는 것으로 마무리 하겠습니다.^^
다음 시간부터는 DirectCompute 에 대해서 조금씩 살펴보겠습니다.


참고 자료
http://microsoftpdc.com/Sessions/P09-16
본 내용은 위의 PDC 를 참고해서 만들었습니다.
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