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 CPU+GPU 전략은 누구에게 더 이득이 될까?
CPU와 GPU가 하나의 다이(Die) 안에 통합되는 아키텍처가 만들어지면 통합 GPU 기능은 CPU의 제조 공정과 로드맵의 영향을 받게 된다. 특히 내장 그래픽은 일반 외부 GPU와 달리 크기와 발열, 소비 전력에서 제한을 받게 된다. 무턱대로 성능 경쟁을 펼칠 수 있는 분야가 아니라 CPU 내부의 한정된 공간 안에 CPU에 공급되는 전압으로 동작할 수 있어야 하고 CPU 쿨러로 해결 가능한 발열 수준에 머물러야 한다.
현재까지 제조 공정 기술과 생산 능력 모두 인텔이 앞서고 있기 때문에 CPU+GPU도 단기간에는 AMD GPU 성능에 어려움을 겪을지 몰라도 장기적으론 틱톡 전략과 라라비의 도움으로 시장 점유율을 더 높일 수도 있다.
반대로 인텔의 코어 2 시리즈 출시 이후 제대로 된 성능 경쟁을 벌이지 못하고 있던 AMD 역시 CPU+GPU 제품의 등장은 인텔 CPU에 비해 월등히 높은 GPU 성능을 무기로 다시 한번 성능 우위를 증명할 수 있는 계기가 될 수도 있다.
단일 CPU 성능은 떨어지더라도 내장 그래픽 및 외장 그래픽 카드가 결합된 플랫폼 성능은 인텔에 뒤쳐지지 않는다는 것이 AMD가 주장하는 부분인데, 이 GPU 성능 우위를 CPU라는 단일 품목 안에 집어넣음으로써 CPU 단품으로도 플랫폼으로도 인텔보다 나은 시스템을 구축할 수 있게 되는 셈이다.
제조 단가와 이익에서 불리한 외장 그래픽 카드
ATI를 인수했던 AMD는 CPU 제조 공장을 가지고 있으면서도 GPU는 기존 ATI와 동일하게 외부 주문을 통해 생산했는데, 같은 제조 시설을 사용할 수 있다고 하더라도 CPU를 만드는 것과 GPU를 만드는 것은 단가 차이가 많이 난다. 300mm 웨이퍼를 통해 똑같은 크기와 갯수의 CPU와 GPU 다이를 만들 수 있다고 해도 CPU는 기본적으로 GPU보다 비싼 제품에 속한다.
예를 들어 인텔 데스크탑 CPU 가운데 가장 비싼 코어 i7 계열은 45nm 제조 공정으로 7억 3천만개의 트랜지스터가 집적된 263mm2의 다이 크기로 가격은 30만원대 중반부터 120만원대 익스트림 제품까지 다양하다. 반면 최신 AMD 라데온 HD 5800 시리즈(RV870)는 무려 21억 5천만개의 트랜지스터와 487mm2의 다이 사이즈로 코어 i7보다 크지만 가격은 30만원대 후반(5850), 50만원대 초반(5870)이다.
가격으로만 치면 5800 시리즈도 코어 i7 못지 않으나 그래픽 카드는 CPU와 달리 다이 하나만 패키징해서 파는 것이 아니라 PCB부터 메모리 칩, 전원부, 입출력 커넥터 등의 비용까지 추가되기 때문에 실제로 GPU 하나의 가격은 CPU에 비해 훨씬 낮다. 또한 IT 분야의 제품 단가는 생산량이 높을수록 개별 단가를 낮출 수 있다. CPU에 비해 GPU는 단일 제조 과정으로 만들어지는 생산량이 훨씬 적기 때문에 당연히 칩당 가격도 CPU에 비해 올라갈 것이다.
결국 더 많은 트랜지스터를 들여 더 크고 비싸게 만들고도 CPU보다 더 싸게 팔아야 하기 때문에 내장 그래픽 메인보드 칩셋이나 CPU+GPU와 같은 통합 GPU 제품에 비해 외장 그래픽 카드가 가격 경쟁력이 떨어질 수밖에 없다.
CPU+GPU로 인한 GPU 시장의 변화는?
초기 3D 그래픽 카드 시장은 2D 그래픽 카드에 애드 온(Add On) 형태로 3D 그래픽만 가속시켜주는 일종의 확장 카드였다. 그리고 메인보드 내장 그래픽 기능이 등장하기 전까지는 일반 2D 그래픽 카드보다 비싼 비용을 부담해야 하는 하이엔드-메인스트림 계열만 존재했다.
하지만 GPU 성능이 발전하고 다양한 GPU 제조사들이 엔비디아와 ATI 2강 체제로 개편되면서 GPU 시장은 본격적인 성능 경쟁에 들어서고 여기에 낮은 성능의 GPU를 메인보드 칩셋에 통합시킨 내장 그래픽 메인보드가 끼어들면서 그래픽 카드 시장 전체적인 모양은 삼각형의 구조를 띄게 된다.
앞으로 CPU+GPU 구조가 된다면 전체 그래픽 카드 시장에서 내장 그래픽이 차지하는 비중은 지금보다 더 커지겠지만, 반대로 GPU가 CPU에 통합되면 GPU 매출의 절반 이상이 CPU 매출로 흡수되면서 GPU 매출 규모는 오히려 축소될 것으로 보인다. 또한 플래그십 이상의 고성능 제품들은 데스크탑 그래픽 카드 시장에서 소화할 수 있는 수준을 넘어선 가격으로 GPGPU에 특화된 제품이 될 가능성이 높다.
CPU+GPU의 보급화가 가져올 성능 격차 문제
문제는 이처럼 GPU 간의 성능 격차가 계속 벌어질 경우 3D 게임이나 애플리케이션을 개발하는 쪽에서 어느 정도의 GPU 성능을 기준으로 잡아야 하는지 고민할 수밖에 없다는 것이다.
하이엔드급 이상의 최신 3D 그래픽 기술을 사용하기에는 시장의 절대 다수를 차지하는 내장 그래픽 탑재 데스크탑/노트북 유저층을 포기해야 하고, 반대로 전체 시장을 대상으로 내장 그래픽 수준에 맞춘 프로그램을 만들면 고성능 GPU를 가진 사람들이 제 성능을 누릴 기회를 주지 못한다.
PC 게임 가운데 전자에 해당하는 경우가 그래픽 사양을 미칠 듯이 높인 크라이시스(Crysis)라면, 후자는 PS3/Xbox360 버전으로 더 좋은 그래픽을 사용했으면서 PC용은 PS2 그래픽에 맞춰 게임을 만든 피파(FIFA) 10을 예로 들 수 있다.
결국 PC 시장이 넷북/넷탑 및 CPU+GPU 제품들이 주축이 된 통합 GPU 계열 제품들이 주력 상품으로 떠오르면 고성능 GPU를 활용할 수 있는 분야가 되려 줄어드는 하향표준화가 이뤄질 가능성도 있다.
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