암호화폐 채굴에 그래픽 카드를 사용하는 이유 / CPU / GPU / 엔비디아 / AMD

암호 화폐 채굴에 그래픽 카드를 이용하는 이유는 무엇일까요?

그래픽 카드가 암호화폐 채굴에 쓰이는 이유에 대해 알아볼까 합니다. 왜 CPU의 성능보다 그래픽 카드를 선호 할지에 대해서 우선 컴퓨터의 구성 부품 CPU와 GPU에 대해 어떤 차이점이 있는지 먼저 살펴보겠습니다. 

 

CPU (Central Processing Unit), 중앙 처리 장치

컴퓨터에서 기억, 해석, 연산, 제어 라는 4대 기능을 종합적으로 처리하는 핵심 장치입니다. 컴퓨터의 뇌라고 할 수 있습니다.  데이터를 읽어 들이고 연산처리를 하여 최종 답을 도출하는 역할을 하는 CPU는 산술 연산 처리 장치(ALU)와 명령어를 해석하고 실행하는 컨트롤 장치(CU), 적은 용량의 데이터를 담아두는 캐시로 나누어집니다. 컴퓨터 시스템의 구성 요소 중 단기 기억은 RAM, 장기 기억은 하드디스크, 사고의 속도를 담당하는 것은 CPU의 CORE 라 할 수 있습니다.

CPU의 속도는 복합적인 요소들이 많이 있지만 Ghz 단위의 초당 싸이클 횟수 즉 클럭을 의미하고 당연히 숫자가 높을수록 속도가 빠릅니다. 이유는 모든 컴퓨터 시스템은 한 클럭 당 하나의 연산을 하는 동기화 (Synchronization) 시스템이기 때문에 클럭이 높을수록 명령어 처리 횟수도 빨라지게 됩니다.

그리고 연산이 가능한 뇌 역할을 하는 CORE를 여러 개 적용하는 멀티코어로 다중 연산 역할을 수행하여 속도를 높일 수 있습니다 이 때문에 CORE 또한 더 진화되고 많을수록 빠른 속도의 성능을 좌우할 수 있습니다. 초기에는 클럭 속도가 CPU 성능의 기준이었지만 듀얼(2개) 코어 (인텔 펜티엄, AMD 애슬론), 쿼드(4개) 코어, 헥사(6개) 코어, 옥타(8개) 코어까지 적용한 멀티 코어 CPU 가 출시되고 있습니다. 입력된 명령어는 순서대로 처리하게 되고 한 번에 한 가지 명령어를 처리합니다.  

GPU (Graphics Processing Unit), 그래픽 처리 장치 

컴퓨터에서 그래픽 연산을 빠르게 처리하여 모니터에 영상을 출력하는 장치 입니다. GPU는 화면의 픽셀의 색상, 밝기 등을 표현하기 위해서는 행렬, 사칙연산 등 엄청난 연산 작업을 동시에 해야 하는 것에 특화되어 있습니다. 즉 CPU와 가장 큰 차이점은 여러 명령어를 동시에 처리 할 수 있다는 것입니다. 

GPU(그래픽카드)가 코인 채굴에 쓰이는 이유 

CPU나 GPU 두 장치 모두 연산 기능을 담당하고 있지만 GPU에는 수백~수천개의 산술 연산 처리 장치 (ALU) 가 CPU 보다 훨씬 많이 장착이 되어 있기 때문입니다.  옥타 코어 CPU에 8개 정도 있는 것에 비하면 동시 다발로 GPU가 더 연산을 잘하는 장치라 할 수 있습니다.

비유를 하자면 CPU는 똑똑한 대학생 8명, GPU는 아직 미숙하지만 기본은 하는 중학생 1,000 명 이 수학(쉬운 산수 단순 반복) 문제를 동시에 풀어서 답을 내는 것입니다. 컴퓨터가 연산을 빨리 할 수 있는 것은 단순한 반복 작업을 엄청나게 빠른 속도로 할 수 있는 것입니다. (예를 들면 2 곱하기 수억만의 곱셈은 2를 수억만 번 빠르게 덧셈한 결과입니다.) 또 다른 비유로는 8대의 제트기와 1,000대의 기차가 동시에 짐을 실어 나르는 것과 같다 할 수 있으며 경우에 따라 1,000대의 기차가 결과적으로 더 빠른 결과가 나올 수 있다는 것입니다. 

CPU 보다는 덜 빨라도 되는 두뇌를 장착하고 CPU 가 하는 복잡한 연산보다 단순 중복 처리의 연산을 동시 다발적으로 더 잘하는 장치가 GPU 라 할 수 있습니다. 초기에는 CPU로 처리할 수 있는 연산으로 충분했으나 점차 복잡해지고 동시 다발적 연산이 필요하게 되어 GPU 가 사용되는 것입니다. GPU는 데이터베이스를 기반으로 한 인공지능, 전기 자동차에도 쓰이고 있습니다. 

그래픽 카드 제조 업체 

그래픽 카드가 암호화폐(코인) 채굴에 동원되기 시작하면서 그래픽 카드 물량 부족 현상이 심해져서 총 2번의 대란이 있으며 현재 진행 중입니다.

세상에 나온 모든 그래픽 카드가 채굴이 가능한 것은 아니나 최근 3D 게임을 무리 없이 돌릴 수 있는 제품은 채굴에 쓰이면서 가격은 천정부지로 상승하기도 하고 품귀 현상이 지속되면서 급기야 제조업체에서는 원래의 기능인 영상 출력 단자까지 제거하고 가격을 낮춘 채굴 전용 제품까지 출시하고 있습니다. 

 

엔비디아 (NVDA)

1993년 AMD 출신 엔지니어에 의해 설립된 고 성능 외장형 그래픽 카드 제조 업체입니다. 칩 설계를 하고 제조는 외주에 맡기는 펩리스 회사 중 1위 반도체 업체라 할 수 있습니다. GPU 공급을 위해 자율 주행 쪽 테슬라, 아우디, 벤츠 등과의 협약을 이미 끝낸 상태입니다. 2020년 소프트 뱅크 사로 부터 ARM 지분을 인수 하여 CPU 시장도 점차 넘보고 있어서 인텔, 삼성의 경쟁업체로 부상 중이어서 CPU 시장 까지 CPU쪽 반도체 1위 기업 인텔을 추월하고 있고 매출면에선 아직 부족하나 이미 시가총액으로는 뛰어 넘었습니다. GPU 시장에선 전세계 점유율 1위 회사입니다. 코인 채굴은 부수적인 사업 방향이지만 게임용, 모바일용, 자율주행 추가하여 인공지능 쪽에도 GPU 가 많이 쓰일 것 예상되어 실적 향상이 기대 되는 기업입니다. 

 

AMD (AMD)

AMD(Advanced Micro Device) 사는 1969년 설립 된 CPU, GPU를 제조하는 기업이며 CPU는 인텔의 경쟁사이고 GPU는 엔비디아의 경쟁 사인 전 세계 유일한 존재의 회사입니다. 자사 공장을 소유하여 직접 생산하였지만 현재는 글로벌파운드리라는 자회사를 세워 외주 생산을 하는 펩리스 회사가 되었습니다. CPU는 애슬론 시리즈로 인텔을 경쟁하였지만 한 번도 1위 점유율을 탈환한 적은 없습니다. GPU는 인텔 컴퓨터의 내장 그래픽 카드 사 ATI를 인수하면 경쟁에 뛰어들었습니다.  한 때 엔비디아의 점유율을 따라잡은 적도 있었지만 부동의 2위 자리를 고수하고 있고 회사의 생존을 위한 비교적 가성비가 뛰어난 그래픽 카드 제조 업체입니다. 게임용 그래픽 카드는 엔비디아의 성능면에서 밀리는 상황이라 코인 채굴에 더 적당하지 않나 싶네요..

 

암호화폐 채굴 제한

사실 게임용 그래픽 카드 이지만 채굴할 때 성능면으로 따지면 엔비디아의 지포스 RTX3090가 성능면으로 우수합니다. 최근 엔비디아는 암호화폐 채굴에 우호적이지 않아 성능을 제한하는 드라이버를 배포하여 제한 조치를 했으나 AMD는 라데온 RX 6700XT 은 엔비디아 성능의 절반 수준이지만 제한 조치를 하지 않을 계획이라 발표했습니다. 

엔비디아, AMD 그래픽 카드 브랜드