태초에 엔비디아가 있었으니...
엔비디아는 1993년 현재 CEO인 젠슨 황에 의해서 설립되었습니다.
본사는 실리콘밸리, 시작도 실리콘밸리였어요. 엔비디아는 게임에 사용되는 그래픽 칩(반도체)을 만드는 회사로 시작했습니다. 엔비디아의 첫 그래픽 카드가 사용된 게임이 ‘세가’의 버추어파이터 였다고 하네요. 처음 이 게임이 나왔을때가 생각나는군요. 지금 게임 그래픽에 비하면 정말 형편없지만, 당시 목각 인형같은 캐릭터들이 3D로 구현된 것이 그때는 신기하기만 했지요.
버추어파이터에 적용된 그래픽카드는 엔비디아의 첫 번째 제품인 NV1 이었습니다.
엔비디아는 1999년에 드디어 첫 번째 GPU(Graphic Processing Unit)인 엔비디아 지포스를 선보였습니다. GPU라는 이름은 인텔, AMD가 PC에 탑재하는 CPU(Central Processing Unit)에서 차용한 것이라고 하네요.
GPU의 또다른 활용법~! 바로 병렬연산!
엔비디아의 그래픽 카드는 게임이나 그래픽작업용으로 사용되었는데요.
2010년에 이르러 GPU의 또다른 활용법을 발견하게 됩니다. 이것이 대박~!
바로 인공지능의 딥러닝에 쓰이기 최고라는 것!
딥러닝의 기초가 되는 심층신경망은 AI 학습을 위해 단순한 계산을 수없이 많이 반복시키는 과정을 거치는데 병렬연산에 강한 GPU 가 이 학습에 효과적이라는 것을 연구자들이 발견하게 됩니다.
혹시 소설 SF소설 <삼체>를 읽어보셨나요?
이 소설에서는 삼체 문명이 양자 컴퓨터를 가동하기 위해 수없이 많은 유닛으로 구성된 컴퓨터를 묘사하는 장면이 나오는데, 이것도 일종의 병렬연산컴퓨팅이라고 볼 수 있습니다. 소설 삼체의 내용이 궁금하면 아래글을 참고하세요~
* 삼체(The three body problem) - 류츠신 지음, SF소설 구입 후기 (아시아 최초 휴고상 수상작품)
* 삼체 1부 (부제: 삼체문제) 완독 감상 후기 (주요 등장인물과 멋진 스토리, 지적 호기심 충족에 최고입니다~!)
* 삼체(The Three Body Porblem), 2부 암흑의 숲(The Dark Forest) 완독 후기
* 휴고상 수상작 삼체(류츠신 지음), 3부 ‘사신의 영생’ 완독 후기
* 양자를 활용한 괴물급 성능의 양자컴퓨터, 양자 컴퓨터 시대가 성큼 다가오고 있다.
병렬연산이란 다시 말해서 여러가지 계산을 동시에 많이 하는 것입니다.
CPU 는 어려운 계산에 최적이고, 엔비디아의 GPU는 쉬운 계산을 동시에 하는 것에 최적입니다. 이후 2012년 이미지를 인식하는 AI의 능력을 겨루는 ‘이미지넷 2012' 행사에서 딥러닝을 기반으로한 알렉스넷이 승리하게 됩니다. 알렉스넷이 사용한 프로세서가 바로 엔비디아의 GPU 였습니다. 이후 모든 딥러닝 AI 연산은 엔비디아의 GPU를 사용하게 되었습니다.
인공지능 반도체 대결의 시작~! 엔비디아 VS 구글
엔비디아는 2007년 CUDA(Computer Unified Device Architecture)라는 이름으로 병렬 컴퓨팅(행렬연산)에 특화된 플랫폼과 소프트웨어를 개발하기 시작했습니다. 당연히 GPU를 사용하는 대부분의 사람들이 이 CUDA 플랫폼 위에서 개발을 하고 학습을 하고 있다고 해요.
CUDA 로 인해 엔비디아는 AI반도체 시장에서 왕좌의 자리를 지키고 있습니다.
엔비디아의 AI 반도체 시장 점유율은 약 80% , 2023년 3분기 데이터센터 GPU 매출은 38억달러에 달합니다. 엔비디아 3분기 매출의 64%에 달하는 높은 비중입니다. 이제보니 엔비디아는 게임에 쓰이는 그래픽카드만 파는 기업이라고 생각할 수 있는데, 전혀 그렇지 않네요. 인공지능 학습을 위한 데이터센터에 들어가는 GPU 매출이 어마어마 합니다.
이렇게 인공지능 시장의 강자로 군림하는 엔비디아에 도전장을 내민 기업이 있습니다.
바로 IT 최고의 테크기업중 하나인 구글입니다. 구글은 인공지능 개발에서도 업계 최고의 기술력을 자랑하는데요. 구글이 엔비디아의 GPU를 사용하지 않고 구글이 자체 개발한 프로세서를 사용하시 시작합니다. 바로 TPU(Tensor Processing Unit)입니다.
2016년 구글은 자체개발한 인공지능 알파고와 이세돌의 바둑 대결을 전세계에 생중계함으로 인공지능의 센세이션을 불러일으켰습니다. 알파고가 이세돌을 꺾었지요. 이때 알파고에 쓰인 프로세서가 바로 구글의 TPU라고 해요. TPU는 엔비디아의 GPU처럼 행렬연산에 특화된 반도체인데, GPU처럼 그래픽 처리까지 잘하는 것이 아니고 오직 AI 연산에만 집중하는 반도체라고 합니다. 텐서(Tensor) 란 다중차원의 행렬을 의미하는데 AI 연산이란 이 텐서를 계속 계산하는 것이라고 합니다.
구글의 TPU가 등장함으로 AI 반도체 시장은 1등인 엔비디아에 수많은 도전자들이 등장하게 만들었습니다. 현재 AI반도체를 개발하고 엔비디아와 경쟁중인 회사들은 구글을 비롯해 아마존(인페런시아, 트레이니움), 인텔(하바나랩스 가우디, 하나바랩스 그레코), AMD(인스팅트, FPGA), 우리나라 기업 SK(사피온) 등이 있습니다. 스타트업들로는 그래프코어, 세레브라스, 삼바노바 등이 있고 우리나라 스타트업으로는 리벨리온, 퓨리오사AI 가 있습니다.
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