엔비디아 GPU 출시 25주년 … AI 혁신 견인

[이주환 기자]

엔비디아의 첫 GPU인 '엔비디아 지포스 256'이 출시 25주년을 맞이했다.

지포스 256이 첫 출시되던 1999년은 VHS 테이프를 통해 영화를 감상하던 시절이었다. 또 Y2K로 상징되는 컴퓨터 충돌 우려와 세기말 감성이 지배하던 시기였다. 그런데 이러한 밀레니엄 시대를 앞두고 변혁적인 일이 생겨났다.

당시 첫 GPU로 출시된 지포스 256은 하드코어 PC 게이머와 기술 애호가만이 관심을 기울였으나, 오늘날 생성형 인공지능(AI)의 토대를 마련하는 중요한 역할을 하게 될지에 대해서는 아무도 몰랐다.

지포스 256은 하드웨어 변환과 조명(T&L)을 통해 CPU의 부하를 덜어줬는데, 이 기술은 당시만 하더라도 놀라운 것이었다. 3D 파이프라인이 멈추는 것을 방지하고, 게임 개발자가 훨씬 더 많은 폴리곤을 사용할 수 있게 해 자동으로 디테일을 향상시킬 수 있게 한 것이다.

당시 유저들이 즐겨하던 슈팅 게임 '퀘이크 3 아레나'는 지포스 256의 성능을 체감할 수 있는 대표적인 사례가 됐다. 완전히 새로운 작품이 된 것 같은 변화를 경험할 수 있게 하면서 게이머들에게 적잖은 충격을 안겨다 준 것이다.

게임의 판도 바꾼 지포스 256

지포스 256은 그 시절 최신 기술로 사실적인 그래픽을 구현한 게임들과도 조화를 이뤘다. 출시 첫해 100만장 이상을 판매하며 인기를 얻은 '언리얼 토너먼트'와도 상호 발전의 시기를 맞이하게 됐다.

이후 25년 간 엔비디아와 게임 개발자들과의 협업은 계속됐고, 멈추지 않고 한계를 넘나들며 고난과 즐거움을 같이 해 왔다. 특히 사실적인 텍스처, 다이내믹 조명, 더 부드러운 프레임 레이트 등의 발전은 획기적인 것이었다. 이는 단순 몰입감을 뛰어 넘는 게임 경험 이상의 혁신을 주도하게 됐다.

이 같은 성능의 도약은 선명한 화질에도 빠른 속도의 스트리밍을 가능케 했다. 트위치, 유튜브, 페이스북 등의 플랫폼에서 이를 수용하며 새 시대로의 변화가 가속화됐다. 게임 경험을 공유하는 개인이 엔터테이너가 될 수 있는 시대가 열렸고, e스포츠의 성장을 촉진하는 결정적인 역할을 수행하게 됐다.

이같은 결과로 '디 인터내셔널 도타2 챔피언십' '리그오브레전드 월드 챔피언 십' '포트나이트 월드컵' 등 국제적 행사가 자리매김할 수 있게 됐고, 수백만의 시청자들이 동시에 이 경기를 관람할 수 있게 됐다.

GPU의 차세대 개척지 '인공지능'

게임이 발전을 거듭하며 복잡해짐에 따라, 이를 처리하는 컴퓨팅 역시 더욱 고도화가 이뤄져 왔다. 그 중에서도 게임 그래픽을 혁신한 병렬 컴퓨팅은 연구자들의 큰 관심의 대상이었다. 이들은 GPU가 AI에서도 엄청난 연산의 잠재력을 발휘해 혁신을 이룰 수 있음을 발견하게 됐다.

앞서 AI가 화두가 되고 '딥 러닝'이 주목을 받게 됐다. 수십억 개의 뉴런과 수조 개의 연결에 의존하는 소프트웨어 모델인 딥 러닝에는 엄청난 연산 능력이 필요하다. 순차적인 작업을 위해 설계된 기존 CPU에서는 이러한 워크로드를 효율적으로 처리할 수 없었다. 하지만 , 대규모 병렬 아키텍처를 갖춘 GPU는 이 작업에 완벽하게 해결했다.

지난 2011년, AI 연구자들은 딥 러닝의 막대한 처리 요구 사항을 처리할 수 있는 엔비디아 GPU의 능력을 발견하게 된다. 구글, 스탠포드 대학교, 뉴욕 대학교 소속 연구원들은 AI 개발을 가속화하기 위해 엔비디아 GPU를 사용하기 시작했고, 그 결과, 이전까지 슈퍼 컴퓨터를 통해 진행해 온 과제들을 GPU를 통해 손쉽게 해결할 수 있게 됐다.

특히 토론토 대학교에서 박사 과정을 밟고 있던 알렉스 크리제브스키는 2012년 '이미지넷'에서 주최한 이미지 인식 대회에서 엔비디아 GPU를 사용해 우승을 차지했다. 그가 구축한 뉴럴 네트워크 '알렉스넷'은 100만개의 이미지로 훈련했다. 이는 기존 수작업을 통한 소프트웨어들과의 경쟁에서 압도적인 수치의 격차를 보인 것이다. 그의 승리는 예상밖이었으나, GPU의 특성을 아는 이들에게는 당연한 결과로 받아들여졌다.

이처럼 엔비디아의 GPU는 기술의 지각 변동을 가져왔다. 컴퓨터가 방대한 양의 데이터를 학습하고 적응하는 등 SF의 이야기로만 들어온 일들이 이제 GPU의 강력한 성능에 힘입어 현실화된 것이다.

지난 2015년, AI는 초인적인 수준의 인식 능력에 도달했다. 구글, 마이크로소프트(MS), 바이두 등 글로벌 빅테크 기업들은 이미지와 음성 인식에서 같은 작업을 진행하는 인간의 성능을 뛰어넘는 성과를 거뒀다. 이는 모두 GPU에서 실행되는 딥 뉴럴 네트워크에 의해 얻어진 결과였다.

젠슨 황 엔비디아 창립자 겸 CEO는 지난 2016년 8개의 최첨단 GPU가 탑재된 엔비디아 DGX-1 AI 슈퍼컴퓨터를 오픈 AI에 기증했다. 그리고 오픈AI는 이를 활용해 '챗GPT'를 훈련시켰다.

지난 2022년 출시된 챗GPT는 불과 두달여 만에 이용자가 1억명에 도달하는 등 세계적 파급력을 발휘했다. 엔비디아의 GPU가 생성형 AI에 혁신적인 힘을 지속적으로 실어주고 있음을 입증해 보인 것이다.

AI 기반 게임의 미래 만들어가는 GPU

AI의 발전과 함께 게임 그래픽 기술 역시 일취월장하고 있다. 특히 2018년 출시한 '지포스 RTX 20' 시리즈를 통해 이 같은 시대의 변화를 체감하고 있다.

엔비디아는 실시간 레이 트레이싱과 AI 워크로드를 위해 설계된 'RT 코어'와 '텐서 코어'를 지포스 RTX 20 시리즈에 탑재했다. 이를 통해 게임에서 레이 트레이싱 그래픽을 가속화하는 등 사실감을 극대화했다. 또 딥 러닝을 활용해 게임 성능을 향상시키는 '엔비디아 DLSS'와 같은 AI 기반 기능을 지원했다.

오늘날 GPU는 게임 세계에서뿐만 아니라 레딧 밈, 트위치 스트림, 코믹콘 티셔츠 등 커스텀 PC 커뮤니티와 디지털 팬 아트에도 자주 등장하며, 기술 문화의 아이콘으로 떠오르고 있다.

25년 전 지포스 256에서 시작된 혁신은 게임과 엔터테인먼트 그리고 AI가 일상 생활의 일부가 된 개인 컴퓨팅 분야에 이르기까지 계속해서 확장해 전개되고 있다. 또한 차세대 AI를 비즈니스의 핵심으로 이뤄지는 수조 달러 규모에 이르는 관련 산업에도 큰 영향을 미치고 있다.

엔비디아는 AI를 통한 게임 세계의 변혁 역시 멈추지 않고 진행하고 있다. 게임 성능을 향상시키고, 이미지 품질을 높이는 기술 뿐만 아니라, 디지털 휴먼을 제작하고, 더욱 생생한 상호 작용을 가능케 하는 '엔비디아 ACE(아바타 클라우드 엔진)' 기술로 그길을 꿋꿋하게 나가고 있는 것이다.

[더게임스데일리 이주환 기자 ejohn@tgdaily.co.kr]

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