#GPU #TPU #ASIC
어느새 2025년의 마지막 달이에요. 올해 경제를 뒤흔들었던 여러 일들이 떠올라요. 우리나라는 혼란한 정국을 거쳐 새 대통령을 뽑았고, 미국 대통령은 상호 관세 정책으로 세계 각국을 긴장하게 했네요.
산업 지형을 크게 바꿔 놓은 인공지능(AI) 기술을 빼놓을 수 없어요. 챗GPT가 세계를 사로잡은 뒤 엔비디아는 AI 학습과 운용에 필수적인 반도체인 그래픽처리장치(GPU) 시장을 선점하면서, 엄청난 성장을 이뤄냈어요. 올해 우리나라 주식시장 분위기가 좋았던 것도 AI 반도체 덕분이었죠. 이런 분위기는 쉽게 바뀔 것 같지 않았어요.
그런데 정말 세상에 영원한 건 없고, 돈이 되는 곳엔 금세 경쟁자가 등장하게 마련인가 봐요. AI 산업의 시장 구조에도 전환이 일어나기 시작했어요. AI 반도체 업계가 곧 전환기를 맞을 수 있다는 분석이 나와요.
동시에 일하는 GPU의 등장
엔비디아는 어쩌다 AI 산업계에서 가장 중요한 기업이 됐을까요? 엔비디아는 1993년에 젠슨 황 최고경영자(CEO)가 미국에서 세운 회사예요. 컴퓨터 게임을 즐겼던 젠슨 황은 게임의 그래픽이 점점 정교해지면서, 그래픽 성능이 좋은 반도체 수요도 늘어날 것으로 봤어요.
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그래서 엔비디아의 가장 강력한 무기가 된 GPU를 만들기 시작했어요. 사실 당시 컴퓨터 업계에서 가장 중요하게 여겨졌던 건 CPU(중앙처리장치)였어요. CPU는 컴퓨터의 중심에서 모든 데이터를 계산하고 처리하는 반도체였으니까요.
하지만 CPU는 데이터 연산 능력이 뛰어난 대신, 한 번에 하나씩 일을 처리하는 방식이어서 모니터에 정교한 그래픽을 표시해 주는 데에는 불리했어요. 게임이나 영상을 모니터에 띄우는 건 컴퓨터가 연산한 값을 모니터에 표시하는 과정이에요. 모니터는 아주 작은 ‘화소(픽셀)’로 이뤄져 있고, 수백만 개의 화소 하나하나가 컴퓨터 신호를 받아들여 전체 이미지를 만들어 내요. 수백만 개의 화소에 동시에 신호를 보내기에 CPU의 ‘한 번에 하나씩’ 일 처리 방식은 잘 맞지 않겠죠.
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젠슨 황은 CPU의 이런 약점을 고려해 GPU를 개발했어요. CPU에 비하면 비교적 단순한 일밖에 못 하지만 ‘동시에’ 많은 일을 할 수 있도록 설계했고, 수많은 화소에 동시에 신호를 보내기 쉽게 만든 거예요.
엔비디아가 GPU와 CPU의 차이점을 설명하기 위해 지난 2008년 시연한 ‘그림 그리기 영상’은 꽤 유명해요. 단순한 작업을 동시에 처리하는 GPU의 장점을 명확하게 보여주죠. CPU는 정확한 연산을 통해 물감을 한 번씩 쏴 나가고, GPU는 수많은 종류의 물감을 한 번에 발사해 그림을 완성해 버려요.
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엔비디아는 과거 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)의 차이를 로봇이 물감을 분사해 그림을 그리는 예시로 설명한 적이 있다. CPU는 한 번에 한 점씩 차례대로 정확하게 색을 칠해 직렬 처리의 특징을 보여주지만, GPU는 동시에 여러 지점을 빠르게 칠하는 병렬 처리를 통해 그림을 빠르게 완성한다. (이미지를 누르면 동영상으로 연결됩니다.) /영상 출처=유튜브 채널 ‘Joe Schmoe’
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AI 시대를 선도한 GPU
고품질 그래픽의 처리를 위해 쓰이던 GPU는 AI 시대를 맞아 엄청난 주목을 받게 돼요. AI 학습 효율이 높았던 거예요. 사실 처음 GPU를 개발할 땐 누구도 생각지 못했던 부분인데요. 대규모 데이터를 반복 학습함으로써 정교해지는 AI 특성상 GPU의 ‘동시 처리 능력’이 안성맞춤이었어요. CPU에 비해 연산 정확도가 떨어지더라도, 수많은 문제를 동시에 풀어 더 많은 시행착오를 거칠 수 있으니까요.
GPU가 AI 학습과 운용에 적합하다는 사실이 알려진 후로는 그야말로 ‘엔비디아 천하’가 펼쳐졌어요. 주가 급등으로 순식간에 세계 시가총액(전체 주식 가치의 합) 1위 회사가 됐고, 전 세계 거대 기업들은 엔비디아의 GPU를 구매하려고 줄을 섰죠. 얼마 전 이재용 삼성전자 회장과 정의선 현대자동차그룹 회장이 서울의 한 치킨집에서 젠슨 황 CEO를 만난 뒤 대규모 GPU 우선 공급을 약속받았던 걸 기억하시는 분들 계실 거예요.
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아시아태평양경제협력체(APEC) 정상회의를 계기로 한국을 찾은 젠슨 황 엔비디아 최고경영자가 지난 10월 30일 서울 삼성동 한 치킨집에서 이재용 삼성전자 회장과 정의선 현대차그룹 회장을 만나 '치맥 회동'을 가졌다. /사진=연합뉴스
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물론 엔비디아 말고도 GPU를 생산하는 기업이 있었어요. 하지만 엔비디아가 GPU 개발과 함께 미리 조성해 둔 ‘GPU 개발 생태계’는 경쟁사들을 압도했어요. GPU를 사용해서 AI를 연구하고 개발하는 데 활용할 소프트웨어인 ‘쿠다(CUDA)’를 일찌감치 만들어 2006년부터 무료로 배포했기 때문이에요. 발 빠른 준비 덕에 수많은 개발자가 이 소프트웨어를 활용하게 됐고, 결국 웬만한 연구자는 모두 엔비디아에 의존하는 생태계가 형성됐어요. GPU의 성능도 주효했지만, 엔비디아의 오랜 준비가 빛을 발한 결과였어요. |
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독점을 싫어하는 세계
이렇게 엔비디아의 GPU 생태계는 마치 ‘AI 개발 시대의 독점 플랫폼’ 같은 위치를 차지하게 됐어요. GPU를 기반으로 만드는 AI 반도체 시장에서 점유율이 90%에 달했고, 고급 GPU는 1개당 가격이 3만~4만 달러(약 4400만~5800만원)에 달할 정도로 비싸게 팔려나갔어요. 비싼 건 둘째 치고, 돈이 있어도 구하기 힘들 만큼 귀한 자원으로 여겨지기 시작했죠.
하지만 대규모 자본과 기술력을 갖춰 ‘빅테크’로 불리는 거대 정보기술(IT) 기업들은 이 상황을 그냥 두고 보지 않았어요. GPU에 의존하지 않고 맞춤형 반도체(ASIC)를 직접 개발해서 쓰기 시작한 거예요. ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)는 특정 용도에 쓰기 위해 설계한 반도체를 말해요. GPU가 그래픽 처리를 위해 개발된 후 AI에 활용됐다면, ASIC는 처음부터 AI 학습에 쓸 용도로 만들 수 있어요.
최근 구글은 챗GPT의 성능을 따라잡은 것으로 알려진 AI 모델 ‘제미나이 3’를 공개해 주목받았는데요. 이때 AI 모델만큼 주목받았던 게 구글의 ASIC인 TPU(텐서처리장치)예요. 행렬이나 벡터 등을 아우르는 수학적 개념인 ‘텐서’가 AI 모델의 학습과 추론 과정에 중요한 역할을 하기에 이렇게 이름 붙인 것으로 보여요.
TPU는 구글이 10년 전쯤에 자체 AI 개발에 쓰려고 만든 반도체였어요. 엔비디아의 GPU를 이용해 여러 기업이 AI 개발에 나설 때, 구글은 TPU 성능을 개선해서 GPU 대신 쓰려고 노력해 왔어요. GPU는 애초에 범용 연산을 위해서 개발됐지만, TPU는 오직 AI 학습과 추론을 위해 만들었다는 게 특징이에요.
구글이 최근 공개한 7세대 TPU인 ‘아이언우드’는 업계 선두 주자인 엔비디아의 최신 GPU인 ‘블랙웰’보다 기술적으로는 뒤지지만, AI 개발에 쓸 때 효율이 높다고 해요. 최신 GPU와 비교해 비슷하거나 조금 낮은 성능에 전력은 훨씬 덜 쓴대요. AI 개발에 TPU를 쓰면, GPU 대비 35%~80% 비용이 절감된다는 분석도 존재해요.
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구글 7세대 TPU ‘아이언우드’. /사진=구글
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GPU vs ASIC, 승자는?
구글 외에도 많은 빅테크 기업이 AI 개발에 쓸 자체 반도체인 ASIC 생산에 나서고 있어요. 챗GPT 개발사인 오픈AI는 반도체 기업 브로드컴과 손잡고 자체 반도체를 내년 말쯤 생산할 계획이에요. 메타는 자체 AI 반도체인 ‘MTIA’를 개발해 AI 개발과 서비스에 활용하고 있고, 아마존웹서비스(AWS)도 자체 AI 반도체인 ‘트레이니엄2’를 써서 AI 데이터센터를 운영 중이에요. 알리바바와 바이두 등 중국 기업들 또한 미국 기업인 엔비디아에 의존하지 않으려고 자체 개발한 반도체로 AI 개발을 해왔어요. |
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이런 기업들이 직접 개발한 ASIC를 고도화하면, 자체 AI 개발이나 서비스에 활용하는 것을 넘어서서 주요 기업들에 판매할 수 있게 돼요. GPU가 너무 비싸진 데다, 전력 효율도 TPU가 더 좋으니까요. 비용이 최대 80%까지 싸다는 분석도 있는 만큼, 성능이 좋은 ASIC가 늘어날수록 엔비디아의 독보적 점유율은 점점 낮아질 가능성이 커요.
엔비디아 중심으로 굴러가던 AI 관련 반도체 생태계에도 변화의 바람이 불 수 있어요. 지금까지는 엔비디아가 설계한 반도체를 TSMC가 생산해서 두 기업의 지위가 독점적이었지만, 앞으로는 여러 업체가 강력한 경쟁자로 부상할 수 있겠죠.
삼성·SK는 걱정 없다?
반도체 생태계가 TPU 등 고성능 ASIC의 등장으로 급변하더라도, 한국 기업인 삼성전자와 SK하이닉스에는 나쁠 것 없다는 게 전문가들의 견해예요. 우선 GPU가 계속 독보적인 시장 점유율을 지켜나가는 경우, GPU에 들어가는 고대역폭메모리(HBM)를 생산하는 삼성과 SK의 지위는 유지될 것으로 보여요. 기존 주요 공급사인 SK하이닉스와 새로운 파트너로 부상하는 삼성전자 등 업체 간 경쟁이 치열해지긴 하겠지만 말이죠.
만약 TPU 같은 ASIC 생산과 판매 시장이 커지더라도, 대표적인 HBM 공급사인 SK와 삼성은 수혜를 입을 가능성이 커요. GPU처럼 TPU에도 여러 개(1개당 6~8개)의 HBM이 들어가거든요. 엔비디아의 주요 공급사로 자리 잡은 SK에 비해 HBM 시장에서 고전 중인 삼성전자 입장에선 더 좋은 기회로 작용할 수 있고요. HBM을 공급하는 방식이 아니라도, TPU 등 ASIC의 파운드리(위탁 생산)를 직접 수주할 가능성도 존재해요. 이미 세계 파운드리 1위인 대만 TSMC는 엔비디아의 물량 탓에 생산 여력이 없는 것으로 전해져요.
GPU가 세계를 지배한다는 말로 떠들썩했던 게 엊그제 같은데, 어느새 세계는 대안을 찾아 움직이고 있어요. 워낙 전문적인 분야여서 누구의 전망이 맞을지도 쉽게 예상하기 힘든데요. 우리 삶을 극적으로 바꿔 놓을 AI 생태계의 변화, 꾸준히 지켜볼 만하지 않을까요?
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엔비디아의 GPU를 중심으로 돌아가던 AI 산업 생태계에 균열이 가기 시작했음. 엔비디아의 독점적 지위에 도전하는 기업들이 생겨난 것. |
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구글, 메타, 오픈AI 등은 맞춤형 반도체(ASIC)를 직접 개발해 AI 분야에서 활용 중. 특히 최근 공개된 구글의 TPU는 세계적 주목을 받음. |
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구글의 최신 TPU는 챗GPT보다 성능이 우수하다고 평가받는 '제미나이 3' 학습에 사용됐고, 최대 80%의 비용 절감 효과가 있다고 알려짐. |
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한국의 다목적실용위성 아리랑 7호가 우주로 올라갔어요. 발사 장소는 유럽 우주 발사의 성지라 불리는 남미 프랑스령 기아나 쿠루 기아나우주센터. 한국시간 어제(2일) 새벽 2시 21분, 베가-C 로켓에 실려 힘차게 날아올랐죠. 44분 뒤 로켓에서 정상적으로 분리됐고, 69분 만에 지구 반대편 남극 트롤 지상국과 첫 교신도 성공했어요. 태양전지판이 제대로 펴졌는지, 위성이 살아 있는지 등 초기 상태 점검도 모두 ‘이상 없음’ 판정을 받았어요. 목표 궤도 안착도 문제 없었어요.
아리랑 7호가 특별한 이유는 30cm 크기 물체까지 분간할 수 있는 고해상도 광학카메라 때문이에요. 재해·재난·국토·환경 감시 및 공공안전, 도시 열섬현상까지 관측해 분석할 수 있는 고품질 영상을 제공할 수 있어요. ‘하늘의 초정밀 CCTV’인 셈이에요. 이 위성은 내년 상반기부터 본격 운영될 예정이에요. 한국항공우주연구원은 “아리랑 7호는 우리나라가 독자적으로 구축해 온 정밀 지구관측 능력을 한 단계 고도화시키는 위성이 될 것”이라고 설명했어요. 또 우주항공청은 한국이 지구관측위성 분야에 세계적 수준의 개발 역량을 갖추게 됐다고 밝혔어요. |
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기아나우주센터에서 기립해 있는 베가C에 실린 아리랑 7호 모습. /사진=아리안스페이스 제공
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지난달 소비자물가가 2.4% 오르며 두 달 연속 2% 중반대 상승률을 기록했어요. 한 달 장바구니 물가를 기준으로 지난해 같은 달보다 2% 넘게 오른 상태가 두 달째 이어지고 있다는 뜻이에요. 다시 말해, 물가가 ‘안정 구간(2%)’을 벗어나 계속 오름세를 유지하고 있다는 거죠. 가장 큰 원인은 고환율이에요. 원·달러 환율 상승이 수입 농축수산물과 석유류 가격을 밀어 올리면서 물가 전반을 자극했죠. 환율이 오르면 같은 물건을 사더라도 필요한 원화가 더 많아지기 때문에, 해외에서 들여오는 식품이나 기름값이 자연스럽게 비싸져요.
농축수산물 물가는 5.6%나 뛰어 1년 5개월 만에 최대폭을 기록했는데, 쌀(18.7%)·현미·찹쌀·보리쌀 등 곡물류와 귤·사과 등 과일, 수입 비중이 높은 아몬드·키위·망고 등이 크게 올랐어요. 축산물에서는 수입쇠고기(6.8%)가, 수산물에서는 고등어·갈치 등이 고환율 영향으로 올랐고요. 석유류도 국제유가가 하락했음에도 유류세 인하 축소와 고환율 영향으로 5.9% 상승해 물가를 끌어올렸어요. 이런 흐름이 가공식품·외식 물가까지 번지며 라면·커피·빵 등 서민 식품 가격도 오름세를 이어갔어요. 생활물가지수도 2.9% 올라 체감물가 부담이 더 커진 상황이에요. |
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이 대통령, 쿠팡 사태에
"엄중 책임 물어야"
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쿠팡에서 3370만개가 넘는 고객 계정 정보가 유출된 사건과 관련해, 이재명 대통령이 어제(2일) 국무회의에서 “사고 원인을 조속히 규명하고 엄중히 책임을 물어야 한다”고 지시했어요. 이 대통령은 “유출 규모도 방대하지만, 사건 발생 후 5개월 동안 회사가 이를 전혀 파악하지 못했다는 점이 더 놀랍다”며 강하게 질타했죠. 정부에는 해외 사례를 참고해 과징금 강화, 징벌적 손해배상제 현실화 등 강력한 대책 마련을 요구했어요. 징벌적 손해배상제는 기업이 고의나 중대한 과실로 피해를 발생시켰을 때, 실제 피해액보다 훨씬 더 큰 금액을 배상하게 만들어 기업의 책임을 강하게 묻는 제도예요.
이 대통령은 “AI·디지털 시대 핵심 자산인 개인정보 보호를 소홀히 하는 관행을 바로잡아야 한다”며, 민간·공공 모두에 적용되는 새로운 디지털 보안 제도를 ‘패러다임 시프트’ 수준으로 신속히 마련하라고 촉구했어요. 쿠팡은 지난달 20일 “약 4500개의 고객 계정 정보가 유출됐다”고 발표했다가, 당국 조사가 진행되던 지난달 29일 피해 계정의 숫자가 약 3370만 개라고 공지해 논란이 이어지고 있어요. |
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다카이치 사나에 일본 총리의 ‘대만 유사시 개입’ 시사 발언으로 중·일 관계가 급격히 냉각된 가운데, 이번엔 영유권 분쟁 지역인 센카쿠 열도(중국명 댜오위다오)에서 양국이 또 충돌했어요. 중국 해경국은 “일본 어선이 우리 댜오위다오 영해를 불법 침범했다”며 퇴거 조치했다고 밝혔어요. 중국 측은 “댜오위다오와 부속 섬들은 중국의 고유 영토”라며 “일본은 이 해역에서 모든 활동을 즉시 중단해야 한다”고 주장했어요. 반대로 일본 교도통신은 중국 해경국 소속 선박 2척이 이날 새벽 자국 센카쿠열도 주변 ‘일본 영해’를 침입했다가 빠져나갔다고 전했어요. 일본 측에 따르면 해당 중국 선박은 모두 기관포를 탑재했다고 해요.
센카쿠 열도는 일본이 실효 지배 중이지만 중국이 강하게 영유권을 주장하고 있고, 양국은 이 일대에서 순시선을 교대로 투입해 긴장을 이어오고 있어요. 이번 충돌은 중국이 다카이치 총리의 발언에 반발해 일본산 수산물 금지, 문화교류 중단을 본격화한 상황에서 나왔다는 점에서 더 주목돼요. 최근 중국에서는 일본 가수가 공연장에서 퇴출되거나, 일본 애니메이션 ‘짱구는 못말려’가 상영 중단되는 등 ‘한일령(일본 콘텐츠 제한)’ 분위기의 보복 조치까지 이어지며 동아시아 갈등이 더 뜨거워지고 있어요. |
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오늘 디깅은 여기까지!
달콤한 지식 디저트를 준비했어요 |
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지금까지 조금은 복잡한 경제 뉴스를 여러분께 전해드렸는데요. 가벼우면서 의미가 적지 않은 다양한 지식도 디저트로 소개해 드릴게요. 뜨거워진 머리, 달콤한 지식 디저트로 식혀보세요! |
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플랑드르 바로크 미술의 거장 페테르 파울 루벤스(Peter Paul Rubens). 무려 400년 넘게 행방불명이었던 그의 작품이 지난해 파리 6구의 오래된 저택에서 ‘우연히’ 발견됐다는 사실, 알고 계셨나요?
최근 프랑스 베르사유의 경매장에서는 루벤스의 ‘십자가에 못 박힌 그리스도(Christ on the Cross)’가 수수료를 포함해 300만 유로(약 50억 원)에 낙찰됐어요. 루벤스가 1613년 그린 이 작품은 그동안 행방이 묘연하다가 프랑스의 경매사 장피에르 오스나가 해당 저택 매각을 위해 내부를 정리하는 과정에서 우연히 발견했어요.
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1613년 제작된 루벤스의 그림 '십자가에 못 박힌 그리스도'. 이 작품은 수 세기 동안 행방이 묘연하다가 지난해 파리의 한 저택에서 발견됐고, 지난달 30일 프랑스의 한 경매장에서 낙찰됐다. /사진=AFP연합뉴스
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경매사의 설명에 따르면 19세기 프랑스 아카데미즘 화가 윌리엄 아돌프 부게로가 이 작품을 구입했고, 이후 부게로의 가족에게 전해진 것으로 추정돼요. 수백 년간 자취를 감췄다가 마침내 그 존재가 최근 세상에 드러나게 된 거죠.
이 작품은 플랑드르 바로크 연구로 유명한 독일의 미술사학자 닐스 뷔트너로부터 진품 인증을 받았어요. 특히 예수 그리스도의 옆구리 상처에서 피와 물이 함께 흘러나오는 장면(요한복음 19장 34절)을 묘사했는데, 이런 묘사는 루벤스의 작품 가운데 유일하다고 해요.
뷔트너는 경매 전 한 인터뷰에서 “루벤스가 십자가 장면을 여러 번 그리긴 했지만 ‘십자가 위에서 이미 죽은 예수의 몸’을 그린 경우는 거의 없다”고 밝혔어요.
루벤스의 초전성기 작품
이 작품은 루벤스의 전성기(1610~1620년)가 시작되던 시기에 그려진 것으로, 루벤스다운 역동성과 신체 묘사, 빛의 대비가 살아 있어요.
이 시기의 루벤스 그림의 특징으로는 역동적이고 살아있는 근육의 긴장, 따뜻하고 관능적인 색채, 대각선 구도, 극적 빛 대비 등이 대표적이에요.
특히 루벤스는 주로 성당 전체 벽을 채울 만큼 거대한 제단화를 제작했지만, 이 작품은 가로 72.5cm × 세로 105.5cm의 비교적 작은 크기예요. 루벤스가 작고 밀도 높은 종교화를 그렸다는 건 이례적이고, 개인 후원자를 위한 사적 신앙화였을 가능성이 크다고 해요.
거대하고 장엄한 대작을 주로 그리던 그가 이렇게 가까운 거리에서 예수의 상처와 피를 묘사했다는 점은 작품 자체의 긴장감과 희소성을 더욱 높여요.
개종한 루벤스의 ‘신앙 고백’
루벤스는 개신교 가문에서 태어났지만, 어린 시절 가톨릭 도시 앤트워프에서 성장하며 자연스럽게 가톨릭 신자가 되었어요. 이후 이탈리아 유학과 귀족·교회 후원을 통해 가톨릭 미술의 중심에 서게 되죠.
하지만 결정적으로 그의 선택을 밀어붙인 건 예술가로서의 현실적인 계산이었다는 분석도 있어요. 17세기 유럽에서 돈과 권력을 쥔 후원자는 가톨릭 교회와 합스부르크 왕가였고, 성당을 장식할 초대형 제단화 같은 고가의 주문은 대부분 이들에게서 나왔거든요.
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‘유럽 최고의 화가가 되겠다’는 야망을 품은 젊은 화가는 이 거대한 가톨릭 미술 시장 안으로 들어가야 한다는 걸 일찍 깨달았어요. 그래서 그의 작품 상당수가 성경 이야기, 기독교 신화, 순교자, 십자가 처형, 성모 마리아, 구원과 희생 같은 가톨릭적 주제였어요.
경매사는 이번 작품에 대해 “그가 신앙을 고백하듯 즐겨 그리던 주제”라고 소개했는데, 이 작품에는 루벤스의 실력, 신앙심, 정치적 현실, 개인적 야망 등이 모두 응축돼 있다고 볼 수 있겠어요.
400년을 기다린 루벤스의 작은 걸작처럼, 어쩌면 또 다른 세기의 명작도 지금 이 순간 어둠 속에서 누군가의 발견을 기다리고 있을지 몰라요.
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