고독한 스타를 관음하다 : GP102 파헤치기

스포트라이트가 채 잦아들기도 전 쏟아지는 내외의 의뭉스러운 시선을 견뎌야 하는 것. 스타의 숙명이다. 3일 전 세상을 놀래키며 화려하게 데뷔한 엔비디아의 새 그래픽카드, 타이탄 X보다 이 기준에서 더 '스타스러운' 제품은 당분간은 없을 것 같다. 의심의 여지 없이 왕좌를 굳건히 지키고 있는 지포스 GTX 1080, 그보다 모든 면에서 '최소한' 50%씩 상향된 제원을 갖춘 타이탄 X가 게이밍 그래픽카드계 먹이사슬의 정점에 있지 않다면 오히려 이상할 일이다. 그럼에도 타이탄 X를 바라보는 시선은 어쩐지 말끔하지 못하다. 바로 이 제품이 품은 GP102 GPU 때문이다.

엔비디아는 타이탄 X의 공개로부터 정확히 3일이 지난 오늘 오전 10시(한국시간 기준), 컨퍼런스 콜을 통해 하드웨어 전문가들로부터 제기되었던 몇 가지 주요 쟁점에 관한 답변을 제시했다. 결론부터 말하자면 GP102는 GP100 그 자신, 혹은 이름만 바꾼 GP100과는 거리가 멀어도 한참 멀다. 완전히 별개의 로직으로 설계된, 연산유닛 구성비가 다르고 메모리 인터페이스도 다르며 심지어 면적마저 다른, 독자적인 무엇이었다. 자세한 수치를 나열하기에 앞서 정확히 한달하고도 하루 전 쓰여졌던 칼럼 일부를 상기해보도록 하자.

엔비디아에 따르면 GP102의 FP32 연산성능에 대한 FP64 및 FP16 연산성능 비율은 GP104의 그것과 동일한 1/32 수준이며, 이는 FP32 연산성능의 1/2에 달하는 FP64 연산성능을 뽐냈던 GP100보다 훨씬 줄어든 것이다. 그간 지포스에서는 찾아볼 수 없던 INT8 형식의 연산을 지원한다는 점을 제외한다면 본질적으로 GP102는 규모를 키운 GP104와 다르지 않다. 게다가 GP102의 면적은 471mm2로 GP100의 77% 수준에 불과한데, 둘 모두 풀 칩 레벨에서는 3840개의 쿠다코어를 갖고 있다고 가정하면 면적 대비 쿠다코어 개수 비율이 비약적으로 향상된 것이다. 이 모든 것을 가능케 하는 마법이 무엇인지 상상하기보다는, 게이밍 성능에 관여하지 않는 FP64 / FP16 유닛을 대폭 삭감하고 FP32 유닛(쿠다코어) 위주로 칩을 재설계했다고 보는 편이 더 상식적인 접근일 것이다. 또한 이러한 재설계를 통해, 엔비디아는 위의 칼럼에서 지적했던 '스윗 스팟'에 비로소 접근할 수 있게 된 것이다. '그래픽카드'로서 GP100이 등장할 수 없던, 그리고 GP102이 등장하게 된 이유다.

이외에도 GP100이 갖췄던 특징들 중 GP102에서 제거된 것이 몇 가지 더 있으니, NVLink 인터페이스의 삭제와 레지스터 파일(일종의 저층위 캐시 역할을 수행하는) 용량의 대폭적인 삭감이 그것이다. 테슬라 P100의 레지스터 파일은 14336KB이었는데 타이탄 X의 레지스터 파일은 7168KB로 후자가 정확히 절반이며, 지포스 GTX 1080가 5120KB의 레지스터 파일을 갖는다는 사실과 앞의 둘을 대조해 보면 GP102와 GP104의 쿠다코어당 레지스터 파일 용량은 동일한 반면 GP100은 이 둘보다 두배 더 많다.

앞서 언급한 차이점들은 공통적으로 통상적인 '그래픽 성능'과는 큰 연관이 없으나 HPC에의 응용에 결정적인 차이를 가져온다는 특징이 있다. 한 마디로, GP100이 그래픽카드가 될 수 없었듯, GP102는 HPC용 카드가 될 수 없으며 이것이야말로 엔비디아가 이번 세대 들어 다분히 의도한 역할 분담인 것이다. 이중의 개발비용이 들었을지언정 엔비디아는 과거보다 훨씬 저렴한 가격에 최상위 '그래픽카드'를 생산할 수 있게 되었고(그러면서도 권장 소비자가는 20% 올렸으니 수익률이 그만큼 높아질 것은 명약관화하다), 거꾸로 그래픽카드 시장의 수급과 상관없이 안정적으로 HPC 칩셋을 제조하는 것도 가능해졌다. 이것이야말로 꿩 먹고 알 먹고가 아닌가.

마지막으로 컨퍼런스 콜을 통해 엔비디아가 부연하고자 한 것은, 이 역시 많은 하드웨어 전문가들이 궁금해해 마지않았던 주제인데, '타이탄' 브랜드와 '지포스' 브랜드의 상호관계에 관한 것이었다. 현재 엔비디아가 직영하는 "지포스 포럼" (geforce.com) 의 한 섹션에서 타이탄 X를 다루고 있다는 사실과, 타이탄 X의 브랜드명에서 지포스 GTX가 박탈되었다는 사실이 많은 사용자들에게 극심한 인지부조화를 일으키고 있단 것. 그들 역시 매우 잘 안다. 결론부터 말하자면 엔비디아가 공식적으로 의도한 타이탄 X의 포지션은 게이밍용 그래픽카드가 아니다. 심지어 (게이밍용 그래픽카드 브랜드로서의 '지포스'를 내걸고 있는) 지포스 포럼에서조차 게이밍이란 용어로부터 상대적으로 중립적인 "the world's ultimate graphics card" 라는 워딩을 채택했음에 주목하라. 타이탄 X는 FP32 연산성능과 INT8 연산성능을 가치있게 활용할 수 있는 분야 -이러한 분야로는 뉴럴 네트워크 등이 있다- 를 위해 독자적인 영토를 할양받은, "타이탄" 브랜드 그 자체일 따름이다. 이때까지 타이탄이라는 이름을 부여받아 온 모든 "지포스 GTX 타이탄"과도 지금의 타이탄 X는, 그러한 의미만큼, 다르다.

어쩌면 여기서 우리는 또다른 가설을 세워볼 수 있을 것도 같다. FP64나 FP16만큼이나 전통적인 게이밍 성능에 영향을 주지 않기론 매한가지일것 같은, INT8 유닛을 거세한 GP102의 또다른 컷팅 칩. 이왕 막 나가자면 FP32 성능 역시 게이밍 성능에 미치는 영향은 제한적인 만큼 FP32유닛(쿠다코어) 개수도 3584개보다 더 적어져도 상관없을지 모른다. 아무튼 이런 GP102 '더' 컷팅 칩을 탑재한, 지포스를 글쓴이는 그려 본다. 우리 모두의 상상보다 조금 더 이를 미래 어느 시기에, GP102 기반의 '지포스 GTX 1080 Ti' 따위가 불쑥 찾아오더라도 결코 놀라지 않으리라.