NVIDIA의 GPU 진화상 (GTC 2009)

 

   일시 : 9월 30일 - 10월 2일(현지시간) 

   회장 : The Fairmont San Jose

 

엔비디아가 9월 30일부터 10월 2일(현지시간) 기간동안 주최하는 GPU 개발자 회의 「GPU Technology Conference (GTC)」를 미국 캘리포니아주 The Fairmont San Jose에서 개막했다. 2008년의 이 시기에는 컨슈머(consumer)를 메인 타겟으로 한 「NVISION08」가 개최되었으나, 이번에는 타겟 대상을 개발자로 완전히 좁히고 있다. 그 때문에 첫날 오전에 진행된 세션은 DirectX 11의 구체적인 코딩 방법등 꽤 전문적인 내용을 다루고 있었다.

 

그러나 오후에 행해진 엔비디아의 CEO 젠슨·황씨의 기조 강연 후반에는 엔비디아의 차기 GPU 「Fermi」(페르미, 코드네임)이 처음으로 공개되는등  화제가 더 풍부해 졌다. 따라서 기조 강연의 모습을 차례대로 소개한다. 덧붙여 초반의 프리젠테이션 자료나 무대 데모는 모두 특수 안경을 이용하고 스테레오 3D로 스크린에 투영 되었기 때문에 첨부하는 사진의 우측과 좌측의 그림이 겹치고 있어 보기에 좋지 않은 점을 이해해 주셨으면 싶다.

 

황씨는 우선 이번 GTC가 업계에서도 첫 GPU 프로그래머를 위한 개발자 회의인 것을 설명하며, 엔비디아의 GPU 역사를 되돌아 보았다. Riva 128 로 시작하는 초기의 GPU 에서는 표시 가능한 다각형수를 늘리는 것으로 진화를 반복해 왔다. 그리고 그 와중에 GPU는 황씨가 「세컨드 국면」이라고 부르는 상태로 이행 한다. 이것이, 쉐이더의 프로그래머블화.
 
여기서 엔비디아는 그래픽 언어 「Cg (C for Graphics)」를 공개, 이것에 의해  컴퓨터 그래픽으로 표현할 수 있는 것이 늘어났고, GPU를 범용 목적 연산에 사용하는 GPGPU가 시작되어 이러한 상황에 맞물려 2006년, NVIDIA는 CUDA를 개발, 공개했다. 황씨는 이러한 흐름으로 현재는 93년도 세계 최고급의 슈퍼컴퓨터 성능이  개인 컨슈머(consumer) PC의 케이스안에 들어가기까지 도달했다고 GPU의 현재까지 진화상을 표현했다.

 

 

비주얼 컴퓨팅의 새로운 영역으로서 NVIDIA가 최근 임하고 있는 것이 스테레오 글래스 솔루션, 「3D Vision」이다. 120Hz 대응의 액정과 셔터식의 전용 안경을 사용하는 것으로,  입체시야를 실현한다. 황씨는 NVIDIA의 게임 업계에서의 긴 역사와 경험에 의해 드라이버의 확장만으로, 기존의 게임에서도 입체시야를 가능하게 한 것을 어필했다.

 

또, 입체시야는 영화 업계나 TV업계에서도 향후 표준 기술로서 채용이 전망되고 있는 것 외에 후지 필림의 3D 대응 디지탈카메라 「FinePix REAL 3D W1」에 의해, 3D Vision 과의 조합으로, 사진도 입체시야가 가능하게 된 것을 재차 표명해 보였다.

 

그리고 황씨는「그래픽은 향후로도 리얼하게 되어 간다」라고 계속해서 설명했다. 그것은, 물리 연산을 GPU로 처리시키는 것이 가능하게 되었기 때문이다. 그래픽 디자이너는 대상이 되는 오브젝트가 적은 동안 수작업으로 상호 간섭이 있는 애니메이션을 표현할 수 있지만 오브젝트가 증가하면 제어가 곤란해 지게된다. 여기서, 물리 연산을 GPU에 계산시키는 것으로 자동화시켜 보다 리얼하고 아름다운 그래픽 표현을 실현하자고 하는 것이 황씨가 의도하는 것중 하나이다.

 

여기서 황씨는 몇개의 세계 최초로 시연이 되는 물리 연산을 이용한 데모를 공개했다. 모두 종래의 PC에 의한 리얼타임 3D로서는 구별을 분명히 하는 것으로, 특히 유체의 데모는 확실히 컴퓨터 그래픽의 새로운 차원을 엿보게 하는 것이다.

 

계속해서 황씨는, GPU의 제2의 용도로서 병렬 컴퓨팅을 채택했다. 이것은 현재 엔비디아가 가장 주력 하고 있는 분야로서, 황씨에 의하면 CUDA를 개발할 즈음에 행한 최대의 결단이 향후 모든 GPU를 CUDA에 대응시키는 것이었다고 한다. 그 결과적으로, 현재는 1억 8 천만개의 CUDA 대응 GPU가 출시되어 9만명의 개발자가 CUDA를 사용해 200개의 대학에서 관련 강좌가 열리고 있다고 한다.

 

CUDA의 기본사상은 CPU에 의한 중앙 집중적 처리로부터 CPU+GPU에 의한 공동 처리의 이행에 있다. 프로그램의 병렬화를 진행시켜도 반드시 시리얼의 부분은 남는다. 그 때문에 병렬 프로세서(GPU)만의 구성에서는 시리얼 프로세서(CPU)보다 상황에 따라서는 성능이 떨어진다. 황씨에 의하면 이상적인 것은 1개 정도의 쿼드 코어 CPU 와 4개 정도의 GPU의 편성이라고 한다. 이것에 의해, 모든 코드의 처리가 고속화되어 병렬화가 진행된 프로그램에서는 수십 수백배까지 빨라진다.

 

이러한 극적인 고속화는, 단순히 빠르고 느림을 넘은 이전까지는 불가능했던 실현을 가져온다. 지금까지 이러한 병렬화의 혜택이 큰 영역으로서는 지질 조사나 금융 분석, 유체 역학등을 들수 있었지만, 황씨는 이번 병렬 컴퓨팅에 의해서 인명을 구할 수 있다는 사례를 표명했다.

 

그 예로 화상 진단에 의한 유방암 검진으로 TechniScan의 검사기에서는 4 CPU 구성을 2GPU 구성으로 바꾸는 것으로, 이전까지 1시간 이상 걸렸던 처리가 30분 이하로 단축되었다고 한다. 현재 암은 조기 발견되면 치료가 가능해지고 있어 GPU가 완수하는 역할이 더욱 더 커지고 있는 것을 나타냈다. 그러나 NVIDIA는 GPU의 성능, 그리고 적용 영역을 한층 더 넓히고 싶다고 한다. 그것을 위한 포석이 차기 GPU 아키텍쳐 「Fermi」이다.

 

Fermi는 GPGPU를 위해서 풀 스크래치로 개발되었다고 하는 점이 지금까지의 GPU와는 크게 다르다. 이미 실제로 동작하는 칩도 있지만, 그 데모 내용도 그래픽이나 게임에 관한 것이 아니고 현행의 Tesla C1060에 비해 배정도 부동 소수점 연산 성능이 8배가 된 것을 나타내 보이는 GPGPU에 관한 것이었다. 황씨가 공개한 자료에 의하면 Fermi의 트랜지스터 카운트는 30억. SP수는 512개로 GPGPU에 불가결한 ECC도 서포트했다. 또한, VisualStudio 개발 환경 「Nexus」를 제공한다는 것도 발표했다.

 

　상세한 부분에 대해서는 고토씨의 칼럼 및 GTC의 해당 리포트를 참조해 주었으면 한다.

 

 

앞서 설명한 대로, 레이 트래싱에는 방대한 처리 능력이 필요하지만, 그 계산을 GPU에서 행하게 하여 그 출력을 스트리밍으로으로 유저의 단말기에 송신하는 것으로, 넷북과 같은 PC 에서도 리얼타임과는 같지 않아도 실용적인 속도로 레이 트래싱을 행할 수 있다고 하는 것.

 

이와 같이 현재의 GPU는, 그 용도를 그래픽 처리 중심으로부터 범용 연산을 위한 프로세서로의 열쇠를 나타내고 있다. 황씨는, 현재는 「연산 GPU의 시대」이며, 높아지는 GPU의 처리 능력이 새로운 어플리케이션을 낳고, 컴퓨팅 업계를 초월하며 퍼져 간다라는 전망을 표명하고 강연을 매듭지었다.

 

 

보도 : http://pc.watch.impress.co.jp/ 

해석 : RAPTER