[이데일리 장영은 기자] 인공지능(AI)·데이터 생태계의 핵심이자 반도체 산업의 새로운 격전지인 AI 반도체 분야의 기술 자립을 위한 발판이 마련됐다. 국내에서 처음으로 자체 기술만으로 데이테센터용 AI 반도체 개발에 성공한 것이다.

과학기술정보통신부(과기부)는 한국전자통신연구원(ETRI)과 SK텔레콤(017670)(SKT) 등 국내 기업이 협력해 데이터 센터와 같은 고성능 서버와 사물인터넷(IoT) 디바이스 등에 적용 가능한 신경망처리장치(NPU) 기반의 AI 반도체를 개발했다고 7일 밝혔다.

현재 시제품을 생산해 성능 테스트를 마친 상태이며, 올해 하반기부터 SKT 데이터센터 등 AI 인프라와 제품에 적용해 실제 환경에서 실증하고 사업화를 본격화할 예정이다.

고성능 서버용 초저전력 AI 반도체(위)와 모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체(아래).

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◇ 인간 두뇌 모방한 AI반도체칩…크기 줄이고 기존대비 전력소모 10%

NPU는 인간 뇌의 신경망을 모방해 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 AI 프로세서로서 AI 알고리즘 연산에 최적화돼 있다. AI 반도체는 인간의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모의 데이터를 빠르게 처리해야 하기 때문에 일반 반도체에 비해 높은 성능과 전력효율이 필수다.

ETRI와 SKT가 함께 개발한 데이터센터용 초저전력 AI반도체의 경우 동전 크기(17mm x 23mm)의 작은 면적에 1만6384개에 달하는 다수의 연산장치(Core)를 고집적했다. 초당 40조(兆)번의 데이터 처리가 가능하면서도 15~40W 수준의 낮은 전력을 소모한다. 클라우드 데이터센터 등에 적용 시 AI 서비스에 대한 전력효율(연산성능/소모전력)이 10배 이상 향상될 수 있을 것으로 기대된다.

ETRI와 전자부품연구원(KETI), 팹리스 기업 등이 협력해 개발한 모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체 역시 낮은 전력에서도 높은 정확도를 갖도록 고효율의 설계와 소프트웨어 기술을 적용했다. 성인 손톱 크기의 절반 수준(5mmx5mm)의 크기에, 초당 30회의 물체인식이 가능한데다 전력 소모는 기존 반도체의 10% 이하인 0.5W 만을 소모한다.

최기영 과학기술정보통신부 장관은 “AI 반도체를 미래 혁신성장 동력으로 집중 육성해 나가겠다”고 밝혔다. 사진은 최 장관이 지난달 ICT 규제 샌드박스 지정기업인 서울 강남구 휴이노를 방문해 인사말을 하는 모습. (사진= 과기부)

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◇ 정부 ‘AI 반도체 발전 전략’ 수립해 미래성장동력으로 적극 육성

과기부는 AI 반도체 개발을 위해 지난 2016년부터 국내 대기업·중소기업과 ETRI 등이 참여하는 국가 연구개발을 통해 선제적인 기술 개발을 추진해 왔다.

AI 기술의 발전 및 산업 확산에 따라 AI 실행에 최적화된 고성능·저전력의 AI 반도체가 미래 AI 산업 경쟁력을 좌우하는 차세대 핵심기술로 부각할 것이라는 판단에서다.

과기부는 연구 성과물을 팹리스 업체 등에 기술 이전하는 한편, 원천 소프트웨어 배포 등을 통해 국내 AI 반도체 생태계의 활성화를 지원할 예정이다. 또 ETRI가 지난 2월 국제반도체표준협의기구(JEDEC)에 가입한 것을 필두로 국내 산·학·연 협력 등을 통해 우리 기술의 국제 표준화에도 적극 대응할 방침이다.

최기영 과기부 장관은 “AI 반도체는 우리나라가 AI 시대에 ‘ICT 강국을 넘어 AI 강국’으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며, “독자적인 AI 반도체 개발은 국내 AI·데이터 생태계 혁신을 위한 중요한 도전이 될 것”이라고 강조했다.

최 장관은 “민·관 협력을 통해 ‘AI 반도체 발전 전략’을 수립해 AI 반도체를 미래 혁신성장 동력으로 집중 육성해 나가겠다”며 “AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 본격화하고, 기억·연산을 통합한 신개념 반도체 기술(PIM) 등 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극 지원하겠다”고 덧붙였다.

한편, 국내 스타트업(신생 벤처기업)으로 데이터센터용 AI 반도체를 개발 중인 ‘퓨리오사AI’도 연내 설계·개발 작업을 마무리 하고 내년 초 제품을 출시할 계획이다.