6 만 개의 칩으로 GPU? 하드웨어 해커의 신기록
안녕하세요, 평소 IT 하드웨어 동향을 관심 있게 따라오시는 분들에게 특별한 소식을 전합니다. 우리는 흔히 그래픽 카드를 말하면 그래픽 프로세서를 탑재한 대장간처럼 보이는 NVIDIA 나 AMD 의 대형 쿨러가 머리속에 떠오르죠. 하지만 오늘은 정말 획기적이고 창의적인 접근을 취한 하드웨어 해커의 프로젝트를 소개하려 합니다. TechSpot 에서 보도된 최신 기사 내용을 바탕으로, 왜 이런 장난스러운 것임에도 불구하고 기술적으로 매우 중요한 가치가 있는지 설명해 드리겠습니다.
주인공은 하드웨어 해커 Matthias Balwierz, 통칭 Bitluni 입니다. 그는 기존의 단일 칩이 모든 일을 처리하는 방식 대신, 수많은 저가의 작은 칩을 연결하여 GPU(그래픽 처리 장치) 를 만든다는 발상을 했습니다. 그의 생각은 단순하지 않았습니다. 단순히 그래픽을 그려낼 뿐 아니라, 각 개별 칩이 자체적으로 프로세서 역할을 동시에 하도록 설계하여 픽셀을 표현했다는 점이 핵심입니다. 즉, 그래픽 하드웨어와 디스플레이 자체가 하나의 칩 어레이에 통합된 구조라니, 이 얼마나 혁신적인가 싶죠.
Full HD 해상도는 약 200 만 개의 칩이 필요하다고 합니다. 하지만 그는 비용을 아끼도록 320×200 으로 해상도를 낮춰 작업했습니다. 이 방식으로도 6 만 개의 리스크-V 마이크로 컨트롤러가 필요합니다. 현재는 그보다 작은 8192 개 칩으로 구성된 프로토타입을 개발중입니다. 각 보드에서는 16×32 블록의 픽셀을 담당하며, 전체 배열은 크레이 1 슈퍼컴퓨터에 영향을 받은 원형 레이아웃을 따르고 있습니다. 이로 인해 빽빽하게 들어찬 LED 들이 깜빡인다는 시각적 특징을 지녔습니다.
가장 결정적인 선택은 LED 를 추가하는 이유였는데, 그것은 바로 비용 절감 때문이었습니다. 더 복잡한 주소 지정 가능 LED 를 쓰면 예산이 너무 늘어나서 부담스러웠죠. 그가 선택한 칩은 청경 (QingKe) 의 CH570 마이크로 컨트롤러입니다. 각각 약 0.13 달러 선에 32 비트 RISC-V CPU, USB 컨트롤러, 2.4 GHz 송수신기, 블루투스 5.0 LE 지원까지 포함되어 있습니다. 이저도 매우 높은 사양입니다.
그렇다고 해서 비용이 적게는 것은 아닙니다. 6 만 개를 모두 합하면 마이크로 컨트롤러만 약 8 천 달러가 넘습니다. 전원은 또 더 큰 문제죠. 각 칩 당 10 밀리암페어씩, 수천 개를 합치면 전류가 급증합니다. 현재 세팅에서 2161 와트나 뽑히며 3.3 볼트 전압에서는 655 암페어의 전류를 필요로 합니다. 이를 처리하기 위해 코어세이 전원 공급 장비를 사용하고 전압을 안정화하여 사용합니다.
거의 모든 부품은 직접 설계되었습니다. 6 레이어 PCB 를 직접 설계했고, 이는 기존 설계 규격에 도전하는 수준입니다. 처음에는 잠수 냉각을 고려했지만 비용과 환경적 이슈로 포기했습니다. 프로그래밍도 수동으로 하나하나 하는 게 아니라 3D 프린터를 이용해 자동화했습니다. 3D 프린터의 움직이는 장치를 이용해 각 칩을 정밀하게 위치시키고 파이썬 스크립트를 통해 G 코드 명령을 보냅니다. 그룹으로 묶인 칩 32 개를 CH32V 컨트롤러가 관리하여 복잡한 조율을 하지 않고도 시스템을 운영하고 있습니다.
이 프로젝트의 궁극적인 의미는 상용 그래픽 카드와 경쟁하려는 것이 아닙니다. 저렴하고 단순한 하드웨어 단위들이 어떻게 연동되어 작동하는지 테스트하는 개념 증명입니다. 분산 처리와 병렬 연산의 가능성을 엿볼 수 있는 흥미로운 시도라 할 수 있습니다. 어느새 도미 같은 게임이 돌아갈 것인지는 미지수입니다. 하지만 저렴하고 단순한 부품이 창의적인 엔지니어링과 어떻게 결합될 수 있는지 보여주는 사례가 되었죠.
하드웨어 해커들의 이런 실험들이 단순한 호기심을 넘어, 컴퓨팅 아키텍처의 패러다임을 바꿀 수 있는 아이디어가 되지 않을까 싶습니다. 더 이상 거대 칩에만 의존하지 않고, 수천 개의 작은 칩이 협력할 때 어떤 성능이 나올지 상상해 보는 계기가 될 것입니다. 오늘 소개드린 이 프로젝트에 대해 독자 여러분도 어떤 생각을 가지고 계신지 댓글로 남겨주시면 좋겠습니다. IT 의 한계에 대한 새로운 시각을 얻으실 수 있기를 바랍니다. 앞으로도 하드웨어 해커들의 이런 도전들이 우리 기술 발전에 어떻게 기여할지 기대해 봅니다.
이 글은 TechSpot의 기사를 바탕으로 작성되었습니다.
