망고부스트 창업자인 김장우 서울대 전기정보공학부 교수가 연구실에서 DPU 반도체가 사용된 회로를 보여주고 있다. [김호영 기자]

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인공지능(AI) 반도체가 글로벌 반도체 기업의 희비를 가르면서 K반도체의 위기감이 고조되고 있다. 현재 AI반도체 시장은 그래픽처리장치(GPU) 선두주자 엔비디아를 앞세운 ‘팀USA’가 주도하고 있다. 한국은 GPU 이후의 시장을 선점하기 위한 차세대 반도체 개발에 승부수를 던졌다. 반도체 스타트업 ‘망고부스트’ 창업자 김장우 서울대 전기정보공학부 교수는 “GPU 이후 AI 반도체의 대세가 될 수 있는 DPU 반도체에서는 한국이 엔비디아를 이길 수 있다”고 강조했다.

서울대 국가미래전략원은 3일 한국이 사활을 걸어야할 미래 반도체 기술로 데이터 처리에 특화된 데이터처리가속기(DPU)와 현재 반도체보다 크기와 소모전력을 획기적으로 줄인 초미세·초저전력 반도체를 꼽았다.

김상범 서울대 교수. [사진 = 서울대]

김상범 서울대 재료공학부 교수는 “DPU나 초미세·초저전력 반도체 없이는 향후 반도체 산업의 진보는 불가능하다”며 “높은 난이도가 요구되는 연구이지만 국가 경쟁력을 높이기 위해 꼭 필요한 연구”라고 강조했다.

전문가들이 DPU와 초미세·초저전력 반도체를 반도체 전쟁의 비장의 무기로 꼽는 이유는 반도체 산업과 AI 생태계의 가장 큰 난관인 전력 문제를 해결할 수 있기 때문이다. AI, 빅데이터의 등장으로 반도체에 요구되는 계산량과 이에 따른 에너지 소모는 기하급수적으로 늘고 있다.

챗GPT는 한번 돌릴 때 그래픽처리장치(GPU) 수 만대가 필요하고 이렇게 한 해 쓰는 전기료만 6000억원이 넘는다. 김장우 교수는 “미래 AI 서비스를 한 번 받기 위해서는 원자력 발전소 크기의 컴퓨터와 전력이 필요할 것”이라며 “이 문제를 해결하지 못하면 인류의 기술 발전이 멈추게 될 것”이라고 전망했다.


DPU는 데이터 이동과 처리를 가속하는 반도체로 GPU 이후 AI 반도체 시장을 이끌 것으로 전망된다. 시장분석업체 마켓앤마켓에 따르면 DPU 시장은 2021년부터 연평균 35%씩 커져 2027년엔 약 100조원 규모가 될 전망이다.

미래 반도체 DPU를 개발중인 망고부스트 창업자 김장우 교수는 ‘DPU 개척자’로 불린다. 그는 “엔비디아도 DPU에 투자하고 있지만 이 분야에서는 우리가 한 발 앞서 있다”며 자신감을 보였다. 최근 AMD와 협업해 망고부스트 소프트웨어가 담긴 AMD DPU칩 개발했다. 새로운 반도체 전쟁을 위한 출정 준비를 마친 것이다.

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