GPU 배송센터 심화편 — 박스가 트럭에 실리고 출발하는 전 과정

2026-04-16

큰 그림 비유 1편에서는 배송센터 이야기를 글로 읽었다.
이번에는 **1막(배송 이야기) → 2막(GPU 언어로 복습)**의 흐름으로 움직이는 애니메이션을 본다.

박스 안에 실제로 뭐가 들었는지, 설계 종이와 오늘 배송표의 차이, 작업반장이 세 마디를 외치면
무슨 일이 벌어지는지를 먼저 순수한 이야기로 따라간 다음 — 2막에서 GPU 용어로 복습한다.

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12장면 구성

1막 — 배송 이야기 (장면 1–9)

장면	내용	핵심 포인트
①	오늘 할 일	saxpy 계산: y = a × x + y, 숫자 1백만 개
②	박스 안에 뭐가?	박스를 열면 float 배열 — 숫자 데이터 그 자체
③	트럭과 칸 구조	칸마다 받을 수 있는 박스 종류가 정해져 있음
④	설계 종이	DSL = “칸 규격서” (트럭이 아님!) — vkAllocateDescriptorSets가 실제 트럭 생성
⑤	오늘 배송표	실제 박스 배정, 내일은 다른 박스도 가능
⑥	박스 탑승!	박스들이 포물선을 그리며 슬롯으로 날아듦
⑦	트럭 B — 다른 구성	칸이 4개인 트럭 B (CombinedImageSampler 포함)
⑧	작업반장 세 마디	순서: ①bind pipeline → ②bind set → ③dispatch
⑨	GPU 처리 + 결과	트럭 A → 처리 → 트럭 B → 처리, 두 번의 dispatch

2막 — GPU 언어로 (장면 10–12)

장면	내용	핵심 포인트
⑩	GPU 언어로 복습	이야기 속 각 요소에 API 이름 레이블 부착
⑪	규격 불일치 오류	pipeline create 성공 ≠ dispatch 성공
⑫	전체 매핑 테이블	비유 ↔ API 이름 ↔ 설명 3열 정리 (vkAllocateDescriptorSets 포함)

장면 ②: 박스 안에 뭐가 있나

박스는 단순한 “데이터 덩어리"다. saxpy 예제에서는:

박스 이름	안의 내용	설명
`x_buffer`	`[0.5f, 1.2f, 3.7f, ...]`	곱할 입력 배열
`y_buffer`	`[2.1f, 0.8f, 4.1f, ...]`	더할 입력 + 결과 덮어씀
`output`	(비어 있음)	결과 저장소
`a`	`2.0f`	스칼라 상수 — 박스가 아닌 push constant

GPU는 이 숫자 배열들을 한 번에 64개씩 병렬로 처리한다.

장면 ④ vs ⑤: 설계 종이와 배송표의 차이

// 설계 종이 (한 번 생성, 재사용)
VkDescriptorSetLayoutBinding bindings[] = {
    { .binding=0, .descriptorType=VK_DESCRIPTOR_TYPE_STORAGE_BUFFER, ... },
    { .binding=1, .descriptorType=VK_DESCRIPTOR_TYPE_STORAGE_BUFFER, ... },
    { .binding=2, .descriptorType=VK_DESCRIPTOR_TYPE_STORAGE_BUFFER, ... },
};
vkCreateDescriptorSetLayout(device, &layoutInfo, NULL, &dsl);

// 오늘 배송표 (매 프레임/커널마다 바꿀 수 있음)
VkWriteDescriptorSet writes[] = {
    { .dstBinding=0, .pBufferInfo=&x_bufInfo, ... },  // 칸0 ← x_buffer
    { .dstBinding=1, .pBufferInfo=&y_bufInfo, ... },  // 칸1 ← y_buffer
    { .dstBinding=2, .pBufferInfo=&outBufInfo, ... }, // 칸2 ← output
};
vkUpdateDescriptorSets(device, 3, writes, 0, NULL);

장면 ⑦: 작업반장 세 마디 순서

// ① 작업 라인 선택
vkCmdBindPipeline(cmd, VK_PIPELINE_BIND_POINT_COMPUTE, pipeline);

// ② 트럭 배정
vkCmdBindDescriptorSets(cmd, ..., 0, 1, &descSet, 0, NULL);
vkCmdPushConstants(cmd, layout, VK_SHADER_STAGE_COMPUTE_BIT, 0, 4, &a);

// ③ 출발!
vkCmdDispatch(cmd, n/64, 1, 1);

이 순서는 command buffer에 기록되는 순서다.
실제 GPU 실행은 command buffer submit 이후 — 더 나중에 일어난다.

핵심 3줄

1. 박스 안 = float 배열 — GPU 메모리에 올라간 숫자 덩어리
2. 설계 종이(DSL) ≠ 오늘 배송표 — 규격은 고정, 실물은 교체 가능
3. 작업반장 세 마디 순서(pipeline → bind → dispatch)는 반드시 지킨다

jayinlab