본 발명은 그래픽 프로세서 해석 모델 기반의 그래픽 프로세서 성능 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는 컴퓨팅 및 메모리의 구조적 스톨(structural stall), 상기 메모리의 데이터 스톨(data stall), 유휴 스톨(idle stall)을 식별하는 그래픽 프로세서(graphics processor) 코어 모델을 정의하는 모델 정의부; 상기 그래픽 프로세서 코어 모델을 기초로 GPU 애플리케이션과 특정 GPU의 아키텍처 파라미터(architecture parameter)를 입력으로 사용하여 상기 특정 GPU의 동작을 시뮬레이션하는 시뮬레이션 수행부; 및 상기 그래픽 프로세서 코어 모델의 출력을 상기 시뮬레이션의 결과로서 수신하여 상기 특정 GPU의 성능을 분석하는 성능 분석부;를 포함한다.