인텔과 엔비디아의 CPU, GPU 이야기, 누가 이길까?

일반적으로 인텔은 CPU로, 엔비디아는 GPU로 유명한 회사다. 노트북에 인텔과 엔비디아 스티커 붙은 게 떠오르듯이. 그런데 인텔도 GPU를 내놓고 있으며, 엔비디아도 CPU 출시를 앞두고 있다. 서로 기존 주력 제품이 아닌 영역에서 점점 더 많은 제품을 출시하려고 계획하고 있다. 왜 서로 다른 분야에 뛰어들려는지 알아보자.

CPU 도전자, 엔비디아

먼저 CPU 점유율을 살펴보자. CPU는 크게 데스크톱, 노트북, 서버용으로 나눌 수 있다. 전체 CPU 점유율로 보면 22년 3Q기준으로 인텔이 65%, AMD가 35% 정도를 차지하고 있다. 데스크톱 CPU 점유율이 AMD에게 역전당한 시절도 있었지만 현재는 여전히 인텔이 강자이다.

CPU 전체 시장 점유율 (자료 : Passmark)

 

데스크탑 CPU 점유율

Laptop CPU 점유율

서버 CPU 점유율

이 중에서 점유율 차이가 가장 큰 분야는 서버이다. 서버용 CPU 시장의 대부분을 인텔이 차지하고 있다. 엔비디아는 바로 이 분야에 뛰어들 준비를 하고 있다. 엔비디아는 지난 2021년 4월에 서버용 CPU인 Grace를 발표했고, 2023년 출시를 목표로 하고 있다.


엔비디아는 2가지 종류의 제품으로 Grace를 출시할 예정이다. CPU+GPU, CPU+CPU 조합을 용도에 맞게 사용할 수 있다. 쉽게 말해 CPU Grace와 GPU Hopper를 하나의 보드에 실장 시키느냐 Grace 2개를 실장 시키느냐의 차이이다. 두 제품 모두 “NVLink-C2C”라는 기술을 이용해서 2개의 칩 간 상호 연결을 시켜 성능을 극대화한다고 한다. 엔비디아의 CPU와 GPU로 고성능과 낮은 전력 소모를 제공해주겠다는 전략.

 

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엔비디아(NVIDIA) 기업 분석과 이들의 전략

NVIDIA Grace Hopper 슈퍼칩 (자료 : NVIDIA)

NVIDIA Grace CPU 슈퍼칩

외장형 GPU 도전자, 인텔

사실 인텔은 GPU 전체 시장에서 점유율이 가장 높다. 인텔의 CPU 칩 안에 GPU도 포함되어 있기 때문이다. CPU안에 내장되어 있는 GPU를 iGPU (Internal GPU)라고 한다. 그래픽 성능이 그리 중요하지 않은 사무용 PC 시장을 인텔 CPU에 내장된 iGPU로 점유하고 있다. 그런데 인텔하면 GPU 보다는 CPU로 친숙한데, 그 이유는 게임 유저나 전문가들이 사용하는 인텔 GPU 제품이 거의 없기 때문이다. 이러한 유저들은 외장 그래픽카드를 사용하는데, 대부분 엔비디아나 AMD 제품을 사용하고 있다. 포토샵, CAD, 일러스트 작업이나 게임을 하는 사람들이 외장 그래픽카드를 필요로 하게 된다.

GPU 전체 시장 점유율 (자료 : Jon Peddie Research, 보드나라)

외장 그래픽 카드 시장은 아래와 같이 엔비디아가 대부분을 차지하고 있다. 인텔은 최근 이 시장에 다시 진입해서 엔비디아, AMD와의 추가 경쟁을 시작했다. 사실 인텔의 첫 외장 그래픽카드는 1998년 출시된 i740이다. 하지만 성능이 생각보다 좋지 않아 대중들에게 외면을 당했다.

외장 그래픽카드 점유율 (자료 : 보드나라)

인텔은 지난 3월에 외장 그래픽카드 (GPU) 브랜드를 출시했다. 인텔은 Arc라는 브랜드로 엔비디아의 Geforce, AMD의 Radeon과 맞서게 된다. 엔비디아와 AMD의 그래픽카드 브랜드 이름은 누구나 한 번쯤 들어봤을 것이다. 그만큼 인텔은 그래픽 카드 인지도는 약했던 것이다.


인텔은 “Deep link” 기술을 통해 인텔의 CPU, GPU 조합으로 성능 울 극대화시킨다. 인텔 CPU에 내장된 iGPU와 외장 인텔 GPU를 모두 활용하여 전력과 성능면에서 더 좋은 파포먼스를 보여준다. 만약 인텔 CPU에 엔비디아나 AMD GPU 조합이라면 이 기술은 적용되지 않는다.

인텔 CPU와 GPU (Arc) 사용 (자료 : 인텔)

 

 

미래 준비를 위한 포트폴리오 구성

결국 인텔과 엔비디아의 전략은 비슷하다. 기존에는 소비자들이 선택하는 CPU와 GPU의 브랜드가 달랐다면, 이제는 인텔 혹은 엔비디아만의 CPU, GPU 제품을 사용해서 더 좋은 성능을 제공하는 것이다. 소비자 입장에서는 성능뿐 아니라 유지 보수 측면에서도 편리할 것이다. 이렇게 인텔의 Deep link, 엔비디아의 NVLink-C2C 기술로 서로 자기네 CPU+GPU 조합을 사용해야 하는 이유를 만들고 있다.


그런데 왜 CPU, GPU 시장에 서로 뛰어들려는 걸까? 그 이유는 AI 반도체 시장에 대비하는 것으로 보인다. 단순히 서로 CPU, GPU 시장 점유를 높이려는 목적이 아니라 앞으로 커지는 AI 반도체 시장에 대비해 CPU, GPU 뿐 아니라 FPGA, ASIC과 나아가 개발단계인 NPU까지 확보해서 다양한 AI 가속에 필요한 반도체 포트폴리오를 구성하기 위한 과정이 아닐까 생각된다.


아래 글처럼 AI 반도체는 CPU - GPU - FPGA - ASIC - NPU 순으로 진화하고 있다. 사실 인텔은 이미 Altera와 Movidius 인수를 통해 FPGA와 ASIC 기술을 확보한 상태이다. 이제 GPU 기술만 확보하면 되는데, 인재 영입과 GPU 제품 출시 경험을 기반으로 포트폴리오를 완성시켜 AI 시장에 대비하고 있는 것 같다.

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AI 반도체에 주목하라

 

인텔은 경험 많은 엔비디아와 AMD를 넘어 외장 그래픽 카드 시장에서 아직 보여줘야 되는 것이 많다. 또한 엔비디아의 서버용 CPU도 인텔을 뛰어넘는 뭔가가 있어야한다. 서로 다른 메이저 영역이 아닌 곳에서 어떤 점수를 받을지 궁금하다. CPU, GPU 뿐 아니라 점점 커지는 AI 반도체 시장의 선두는 누가 될지도 주시할 필요가 있다.