PFN, AI 가속기로 고성능 그래픽 처리 구현
- •Preferred Networks가 개발한 AI 가속기 MN-Core 2에서 GLSL 코드를 실행하는 트랜스파일러 개발
- •PyTorch 기반 모델 변환과 최적화를 통해 풀 HD 환경에서 71.5fps의 렌더링 성능 달성
- •GPU 전용 연산 장치를 소프트웨어적으로 최적화하여 고도의 병렬 연산 성능을 CG 분야로 확장
Preferred Networks(PFN)가 개발한 딥러닝 가속기 'MN-Core 2'는 압도적인 병렬 연산 능력을 바탕으로 인공지능 분야를 넘어 다양한 영역으로 활용 범위가 넓어지고 있다. 최근 발표된 기술적 도전은 그래픽 처리의 표준인 GLSL 코드를 MN-Core에서 효율적으로 구동하기 위한 기술적 구현 과정을 담고 있다.
통상적으로 딥러닝 모델은 GPU를 통해 실행되지만, MN-Core와 같은 AI 가속기 또한 고도의 병렬 처리 능력을 갖추고 있다. 이번 프로젝트의 핵심은 GLSL로 작성된 그래픽 명령어를 MN-Core가 처리 가능한 PyTorch 모델로 자동 변환하는 트랜스파일러를 설계하는 데 있었다. 단순히 코드를 옮기는 작업을 넘어, 가속기의 계층 구조를 고려한 최적의 메모리 관리와 병렬화 전략이 병행되었다.
개발 과정에서 몇 가지 난관도 존재했다. 특히 GLSL 고유의 기능인 브로드캐스트 구현, 조건문 처리에 따른 제어 흐름, 그리고 행렬 연산과 요소별 곱셈을 엄격히 구분하는 과정이 필수적이었다. 이를 해결하기 위해 연산 그래프상의 불필요한 메모리 스필을 제거하고, 연산의 단위를 미세하게 조정하는 등 하드웨어의 특성을 고려한 설계가 주효했다.
또한, MN-Core에는 GPU의 핵심인 고속 초월 함수 연산 장치(SFU)가 탑재되어 있지 않아, 삼각함수 등을 근사값으로 계산하는 최적화 기법이 적용되었다. 이러한 노력을 통해 최종적으로 풀 HD 해상도에서 실무적인 프레임레이트를 확보할 수 있었다. AI 전용 칩을 그래픽 처리라는 새로운 분야에 접목한 이번 시도는 하드웨어 활용 가능성을 크게 확장한 사례라 할 수 있다.
이번 성과는 범용적인 추상화 계층을 적절히 설계한다면, AI 연산에 특화된 하드웨어라도 여타 병렬 계산 작업에 폭넓게 응용할 수 있음을 증명한다. 딥러닝 이외의 연산 수요에 기존 AI 인프라를 어떻게 활용할 것인가에 대한 중요한 이정표가 될 것이다. AI와 그래픽 처리의 경계를 허무는 이번 시도는 학생들에게 엔지니어링의 본질적인 흥미를 일깨워주기에 충분하다.