Rust로 GPU 및 CPU 크로스 플랫폼 개발: 단일 코드베이스의 혁신

핵심 기술

Rust 커뮤니티는 'Rust GPU', 'Rust CUDA', 'Naga' 프로젝트를 통합하여 Rust 언어 자체로 CUDA, SPIR-V, Metal, DirectX 12, WebGPU, CPU 등 주요 GPU 및 CPU 플랫폼에서 동작하는 단일 코드베이스 개발을 실현했습니다. 이를 통해 셰이더 언어 없이 순수 Rust 코드로 GPU 커널을 작성할 수 있게 되었습니다.

기술적 세부사항

• 단일 코드베이스: Rust의 타입 안정성, 매크로, trait 등을 활용하여 GPU 및 CPU에서 동일한 로직을 실행.
• 다중 백엔드 지원: NVIDIA CUDA, Vulkan(SPIR-V), Metal, DirectX 12, WebGPU 등 다양한 GPU 백엔드를 지원.
• Rust 커뮤니티 프로젝트: Rust GPU(SPIR-V 컴파일), Rust CUDA(NVVM IR/PTX 컴파일), Naga(번역/중간 표현)의 협력을 통해 구현.
• 조건부 컴파일 및 Feature Flag: cfg 속성과 feature 플래그 조합으로 플랫폼별 빌드 및 코드 분기 제어.
• no_std 지원: GPU 환경의 OS 부재를 고려하여 Rust의 no_std 모드로 개발.
• 러스트 기능 활용: newtype를 이용한 타입 안전성 강화, trait을 통한 연산 추상화, #[repr(C)]을 통한 데이터 호환성 확보.
• 개발자 경험: Cargo workspace, IDE 통합, rustfmt, clippy 등 표준 도구 활용으로 생산성 향상.
• 테스트 및 디버깅: GPU 커널을 CPU에서 테스트하고, println, gdb/lldb 등 일반 도구 사용 가능.

개발 임팩트

• GPU 프로그래밍의 복잡성과 코드 중복 대폭 감소.
• Rust 생태계의 장점(안정성, 테스트 용이성, 문서화)을 GPU 개발에 적용.
• 크로스 플랫폼 GPU 지원을 통해 개발 생산성 및 유지보수성 향상.
• 벤더 종속적인 GPU 소프트웨어 시장에서 개방성과 경쟁 촉진 가능성.

커뮤니티 반응

커뮤니티는 이러한 기술의 가능성에 대해 깊은 인상을 표현하며, 하드웨어 디테일을 최대한 활용하려는 니즈와 Rust를 통한 추상화 및 접근성 향상에 대한 기대감을 보였습니다. 일부는 추상화 계층의 성능 및 신뢰성에 대한 우려를 표했으나, Rust의 시스템 프로그래밍 역량을 통해 해결될 수 있다는 의견도 있었습니다. 또한, LLM 시대를 맞아 GPU 벤더의 독자적 API 및 최적화에 대한 관심도 제기되었습니다.