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id: HW-CUDA-001
category: Unified
confidence_score: 1.0
tags: [[Hardware|[Hardware]], gpu, cuda, [[Parallel-Computing|Parallel-Computing]], c-cpp, ai-acceleration]
last_reinforced: 2026-04-26
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# GPU Programming with CUDA (CUDA를 이용한 GPU 프로그래밍)

## 📌 한 줄 통찰 (The Karpathy Summary)
> "하드웨어의 수천 개 코어를 지휘하는 지휘자가 되어, 데이터의 파도를 병렬 연산의 폭풍으로 바꿔라" — NVIDIA의 하드웨어를 활용하여 일반적인 프로그래밍 언어(C/C++)로 고도의 병렬 연산을 수행하게 하는 컴퓨팅 플랫폼이자 프로그래밍 모델.

## 📖 구조화된 지식 (Synthesized Content)
- **추출된 패턴:** "Single Instruction, Multiple Threads (SIMT)" — 하나의 명령을 수많은 데이터에 동시에 적용하기 위해 작업을 그리드(Grid), 블록(Block), 스레드(Thread) 단위로 쪼개어 GPU 하드웨어에 매핑하는 병렬 코딩 패턴.
- **핵심 개념:**
    - **Kernel:** GPU에서 병렬로 실행되는 함수 단위.
    - **[[memory|memory]] Hierarchy:** Host(CPU)와 Device(GPU) 간의 메모리 복사, 그리고 Global, Shared, Local 메모리의 전략적 활용.
    - **Parallelism [[Optimization|Optimization]]:** 스레드 간의 데이터 동기화와 메모리 접근 패턴(Coalescing) 최적화.
    - **Libraries:** cuBLAS, cuDNN 등 딥러닝 연산에 최적화된 저수준 라이브러리 활용.
- **의의:** 딥러닝 프레임워크(PyTorch, TensorFlow)의 밑바닥을 지탱하며, AI 연구자가 하드웨어의 성능을 100% 이끌어낼 수 있게 함.

## ⚠️ 모순 및 업데이트 (Contradictions & RL Update)
- **과거 데이터와의 충돌:** 그래픽 연산 언어(Shader)를 빌려 쓰던 불편함에서 벗어나, 표준 프로그래밍 언어와 유사한 문법으로 범용 GPU 연산(GPGPU)을 수행하는 시대로 진화.
- **정책 변화:** Antigravity 프로젝트는 대규모 벡터 연산이나 커스텀 신경망 레이어 최적화가 필요할 때, CUDA 커널을 직접 작성하거나 최적화된 하드웨어 가속 라이브러리를 호출하여 성능 병목을 해결함.

## 🔗 지식 연결 (Graph)
- [[GPU-Architecture|GPU-Architecture]]-for-AI, [[Parallel-Computing|Parallel-Computing]], [[Distributed-Computing|Distributed-Computing]], [[Deep-Learning|Deep-Learning]]-Foundations
- **Raw Source:** 10_Wiki/Topics/AI/GPU-Programming-with-CUDA.md
