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매거진 기업은 어떻게 돈을 벌까

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by 윰기자 Oct 28. 2021

엔비디아가 GPU로 그리는 미래는?

데이터센터, 자율주행, 게이밍, 인공지능

안녕하세요, 경제유캐스트 윰기자입니다. 이번 에피소드는 엔비디아는 어떻게 돈을 버는지에 대한 내용입니다. 저번 구글 영상을 통해 댓글로 엔비디아도 다뤄달라는 요청이 있어서 준비해봤습니다.

# 엔비디아

엔비디아는 원래 게임산업에서 유명한 반도체 기업이었는데요, 게임에 많이 사용되는 GPU를 설계하는 회사에요. 직접 반도체를 제조하지는 않는 팹리스 반도체 기업이죠. 엔비디아가 설계한 GPU를 파운드리회사인 TSMC나 삼성전자에서 생산하는 방식이죠.

GPU는 그래픽 처리장치인데요, 영상정보를 처리하고 화면에 이를 출력하는 역할을 합니다. 인텔이나 AMD의 CPU와는 역할이 다르죠.

GPU도 CPU처럼 연산처리를 하는데, 작동방식이 달라요. CPU는 고성능 코어로 2~4개 소량으로 배치를 합니다. 그리고 명령어가 입력된 순서대로 처리하는 직렬 처리 방식이에요. 반면 GPU는 CPU보다는 상대적으로 성능이 낮은 코어로 수백, 수천개를 배치합니다. 한번에 여러 명령어를 동시에 처리하는 병렬처리 방식이에요.

CPU와 GPU의 장점이 다른데요, CPU는 고도의 연산을 빠르게 처리합니다. CPU로 시간이 많이 걸리는 멀티미디어와 같은 업무를 GPU는 더 빠르게 처리하죠.

이미지나 영상 등 멀티미디어 데이터를 처리할 때는 컴퓨터 화면을 구성하는 픽셀 하나하나마다 모두 다른 신호를 받아서 처리하기 때문에 동시에 일이 처리되어야 합니다. 그래서 병렬 처리 방식이 이미지나 영상 데이터 처리에 사용이 되죠.

1998년에 설립된 엔비디아는 이미 인텔과 AMD가 CPU 시장에서 너무 잘하고 있어서, CPU 시장보다는 GPU 시장에서 승산을 보겠다는 목표로 GPU에 집중했습니다. 사실 GPU라는 용어도 엔비디아가 처음 만든 것이고, 연산처리가 가능한 그래픽 카드입니다.

GPU 이전의 그래픽 카드는 컴퓨터 화면 해상도가 그렇게 높지 않았던 시절이기 때문에 이미지 연산데이터 처리는 CPU가 하고 모니터 화면에 이미지를 출력하는 역할만 그래픽카드가 했었는데요, 컴퓨터 화면 해상도가 높아지고 영상 활용도 많아지고 3D 그래픽도 더 많이 활용이 되면서, CPU 만으로는 모니터 화면에 나오는 이미지나 영상 데이터의 연산 처리가 어려워졌습니다. 그래서 엔비디아는 연산처리도 가능한 그래픽 카드인 GPU를 개발하고, 외장 GPU 분야에서 1위를 차지하게 된 것이죠.

이미지, 영상, 애니메이션의 퀄리티는 특히 게임 분야에서 높아졌는데요, 그래서 게임을 좀 하는 사람들에게 엔비디아는 유명한 기업이었습니다.

그러다 엔비디아가 더 주목을 받게 된 것은 인공지능, 데이터센터, 자율주행 등 4차산업혁명의 바람이 불면서부터에요.

인공지능, 데이터센터, 자율주행 등 최근 떠오르고 있는 기술들은 과거보다 훨씬 더 많은 양의 데이터를, 더 빠른 속도로 처리하기를 요구합니다. 모든 IT 기술, 특히 인공지능과 데이터 분석 등에 바탕이 되는 머신러닝, 딥러닝의 경우 방대한 양의 데이터를 학습하면서 특정 패턴을 찾아 결과를 예측하는 방식인데요, 이때 연산 방식이 직렬방식보다는 병렬방식이 더 효율적입니다.

앞서 CPU는 직렬방식, GPU는 병렬방식이라고 설명드렸던 것, 기억하시나요? 그래서 GPU에 대한 관심이 높아지고 자연스럽게 엔비디아에 대한 관심으로 이어졌습니다. 또 인터넷 사용 패턴이 이미지에서 영상으로 넘어가면서, 점점 더 고 퀄리티의, 더 많은 양의 멀티미디어 처리도 필요하게 됐죠.

이렇게 기술이 발전하면서 GPU의 활용 범위와 엔비디아의 활동 범위가 넓어지게 됐습니다.

엔비디아가 왜 최근에 더 뜨게 됐는지 간단히 알아봤고요, 그래서 엔비디아는 어떻게 돈을 벌고 있는지도 보겠습니다.

# 현재 실적, 포트폴리오

우선 엔비디아의 전체 매출을 보면, 2020년 회계연도를 제외하고는 매년 빠르게 성장한 걸 볼 수 있습니다. 2021년 회계연도 매출은 167억달러를 기록했어요. 엔비디아의 회계연도는 국내 기업과 다른데요, 엔비디아의 2021년 회계연도는 2020년 2월부터 2021년 1월까지입니다.

2020년 회계연도에 매출이 감소했던 건 글로벌 PC 시장 성장세가 둔화되고 암호화폐 채굴 붐이 꺼졌기 때문이었어요. 암호화폐 채굴에 GPU가 많이 활용됐습니다. GPU의 병렬방식이 암호화폐를 채굴하기에 더 효율적이었기 때문이죠.

영업이익률은 30% 이상 2021년 회계연도에서는 40%를 넘게 기록했어요. 수익성이 꽤 좋다는 걸 알 수 있죠.

엔비디아는 매출을 게이밍, 데이터센터, 프로페셔널 비주얼라이제이션, 자동차, 기타 등으로 나눠서 집계를 하는데요, 2017년 회계연도 상반기와 2022년 회계연도 상반기를 비교해보면, 데이터센터의 매출 비중이 11%에서 36%로 확 늘어난 걸 볼 수 있습니다.

기존에는 게이밍 분야가 엔비디아의 안정적이면서도 중요한 매출원이었는데, 이제 데이터센터도 중요한 먹거리로 자리 잡았죠. 엔비디아 입장에서는 안정적인 수익원 두 카테고리가 생긴 셈이니까 더 안정적으로 성장할 수 있는 자신감이 붙게 됐습니다.

이제 엔비디아의 분야별 상황을 살펴보겠습니다.

# 데이터센터의 급성장

방금 앞서서 언급했던 데이터센터 분야를 볼게요. 최근 엔비디아의 실적을 살리고 투자자에게 주목을 받은 사업이 바로 데이터센터입니다.

모든 것이 디지털화되고 있고 특히 코로나 팬데믹으로 인해 오프라인 생활보다는 온라인 생활로 급속도로 빠르게 전환되고 있어요. 온라인, 디지털 생활이 빠르게 확산되면서 기업들은 처리해야 할 데이터의 양이 많아지고, 데이터센터의 중요성과 수요가 높아지게 됩니다.

데이터센터에 엔비디아의 GPU가 많이 채택이 됩니다. 엔비디아의 GPU인 ‘테슬라 T4’가 글로벌 클라우드시장 1위인 아마존의 AWS에 채택됐고 신형 GPU ‘A100’은 구글 클라우드에 공급됐죠. 이러한 긍정적인 활동 덕분에 2021년 회계연도 데이터센터 부문 매출은 전년 보다 124%나 늘었어요.

엔비디아의 데이터센터 사업 중 눈여겨 볼만한 건 클라우드기업뿐 아니라 일반 기업에서도 엔비디아의 GPU를 채택하는 경우가 늘어나고 있다는 점이에요. 일반 기업들이 클라우드기업의 데이터센터에서 고성능 컴퓨팅을 활용하기도 하지만, 데이터분석과 인공지능 활용 사례가 늘어나면서 자체적으로도 고성능 컴퓨팅을 위한 GPU를 채택합니다. 엔비디아의 고객사가 그만큼 더 확장되는 셈입니다.

엔비디아는 데이터센터 시장에서의 지위를 더 강화하기 위해 데이터 서버용 네트워크업체 멜라녹스를 2019년에, 데이터센터 네트워킹 소프트웨어 기업 큐뮬러스를 2020년에 인수했었죠.

그리고 데이터센터용 CPU인 그레이스를 2023년 출시할 계획입니다. 엔비디아에 따르면, 그레이스는 인텔의 CPU 보다 10배 빠른 속도가 특징입니다. 그레이스는 엔비디아가 인수를 진행 중인 ARM의 기술을 기반으로 하고 대규모 AI와 고성능 컴퓨팅(HPC)를 위한 CPU입니다. 아직 그레이스의 실물 제품은 없지만, 스위스 국립 슈퍼컴퓨팅 센터와 미국 국립 로스 알라모스 연구소에 공급할 예정이에요.

엔비디아의 CPU 그레이스가 단기간 내에 인텔이나 AMD와 동등한 경쟁을 펼치지는 않겠지만, 성공적으로 슈퍼컴퓨터 시장에 안착을 한다면 인텔과 AMD도 긴장할 수 밖에 없을 겁니다. 더군다나 엔비디아는 GPU를 통해 데이터센터 시장에서 안정적인 생태계를 구축해오고 있죠.

# 안전한 캐시카우 게이밍

다음은 게임 시장입니다. 지금의 엔비디아로 성장할 수 있게 한 시장이 게임분야라고 해도 과언이 아닌데요, 그만큼 게임 분야는 엔비디아의 안정적인 캐시카우 역할을 하고 있습니다.

특히 코로나 팬데믹으로 인해 집에서 게임을 즐기는 수요가 늘어나면서 엔비디아의 게임 사업 부문도 성장을 했는데요, 닌텐도 스위치에도, 많은 게이밍 노트북이나 게임 콘솔에도 엔비디아 칩이 들어가죠.

게임산업은 꾸준하게 계속 성장하고 있고 특히 게임 형태가 메타버스, VR로도 진화하고 있어서 엔비디아의 게임 GPU 수요도 지속할 것으로 예상됩니다.

# 자율주행

자율주행은 아직 엔비디아의 큰 매출로 이어지지는 않았어요. 자율주행 자체가 상용화 전이기 때문이죠. 하지만 엔비디아는 아우디, 샤오펑모터스 등에 자율주행 칩을 공급하고 다임러와 손을 잡는 등 적극적으로 이 분야에 뛰어들고 있습니다. 자율주행 칩 선두주자로 꼽히고 있죠.

자율주행도 자동차 사방에서 들어오는 데이터와 교통 데이터 등 방대하면서도 다양한 데이터를 빠른 시간 내에 처리해야 하고 인공지능이 활용되기 때문에 GPU가 필수입니다.

그래서 자율주행이 상용화되면 엔비디아가 급성장할 수 있을 것으로 보고 있지만, 아직 엔비디아가 자율주행을 통해 크게 성장할 것이라고 단언하기는 어려울 듯 보입니다. 자율주행 기술은 한치의 오차도 허용할 수 없기 때문에 그만큼 상용화 단계까지 가기도 어렵고 예상보다 오랜 시간이 걸릴 수도 있어요. 그래서 향후 시장이 어떻게 될지 예측하기 어렵죠.

# 최근 이슈-ARM 인수

엔비디아에 대해서 분석을 하면서 엔비디아의 ARM 인수를 빼놓을 수없는데요, ARM은 세계 최대 반도체 설계전문 기업이에요. 현재 생산되고 있는 많은 반도체들은 ARM의 설계 기술을 기반으로 하고 있고 ARM은 반도체 기업으로부터 설계 기술료를 받고 있습니다.

엔비디아는 ARM 인수를 통해 엔비디아의 GPU 기술을 다른 반도체에도 활용할 수 있습니다. 또 ARM이 서버시장에서 영향력을 확대하고 있어요. 그래서 엔비디아는 양사 시너지를 낼 수 있을 것으로 봤죠.

하지만 엔비디아가 ARM을 인수할 경우 반도체 산업 반독점 문제가 있어요. 이 때문에 여러 국가로부터 인수합병 승인을 받아야 하는데, 현재 쉽지 않은 상황입니다. 영국, 중국, 유럽연합에서는 엔비디아의 ARM 인수로 자국 반도체 기업의 경쟁력이 떨어질 수 있을 것을 우려해, 인수합병 승인 심사 기한을 늘리거나 부정적인 견해를 보이고 있습니다.

특히나 최근 모든 경제와 생활이 디지털화되고 반도체가 중요해지면서 반도체 패권 전쟁이 일어나고 있습니다. 이러한 상황에서 반도체시장 반독점 문제는 각국마다 더 예민하게 받아들일 수 밖에 없는 일입니다.

#정리

이번 에피소드에서는 엔비디아에 대해서 알아봤습니다.

엔비디아가 2022년 2분기 실적보고서를 통해 성장동력으로 내세운 분야는 게이밍, 인공지능, 3D 디자인, 자율주행입니다. 모두 성장 가능성이 있어 보이죠. 이 때문에 투자자들이 엔비디아의 가능성을 높게 점치고 있죠.

앞서 3D 디자인은 설명을 드리진 않았는데, 잠깐 설명 드리면, 요즘 자동차, 미디어, 엔터테인먼트, 건축, 의료 등 다양한 산업군과 기업에서 mirror reality를 활용하고 있어요. mirror reality는 현실과 같은 환경을 디지털로 구현해서 실험을 하거나 테스트하거나 작업 훈련을 하기 위해 구축하는 환경입니다. 여기에 엔비디아의 맞춤형 GPU가 들어가게 되죠.

엔비디아는 2020년 기준 글로벌 반도체 시장에서 매출 순위 10위입니다. 전체 반도체 시장에서 2.2%를 차지하죠. 투자업계에서의 엔비디아 인기에 비해 엔비디아의 매출 규모가 작아보이긴 합니다. 반도체 시장이 워낙 크고 워낙 다양하고 복잡하죠.

<글로벌 반도체 시장 점유율>

그래도 엔비디아의 인기가 많은 건, 미래에 대한 스토리텔링이 잘 설명되기 때문이 아닐까 합니다. 요즘 투자 방향이 실적이나 재무제표 등 숫자만 보는 것이 아니라, 미래에 이 기업이 어떤 방식으로 사업을 펼쳐나갈 수 있고 우리 미래 생활에 얼만큼 영향을 미칠 수 있을지를 그려보면서 투자를 결정한다고 하죠. 우리가 전망하는 미래에 엔비디아가 곳곳에 영향을 미칠 것으로 보고 있기 때문에 현재의 반도체 매출 순위 10위는 크게 중요하지 않게 여겨지는 것일 수도 있습니다.