‘인간의 뇌’에 한 발짝 더… AI칩, 4차 산업·5G 시대 연다

CPU·GPU·메모리 기술 하나로

갤럭시S9 ‘엑시노스 9810’ 찍은 사진과 유사 상품 검색 
애플 ‘아이폰에 3D 안면인식’ 초당 최대 6000억번 작업 처리 
아마존·구글·퀄컴도 개발 올인

▲ 영국 반도체 설계자산(IP) 기업 ARM이 휴대전화 머신러닝을 목표로 내놓은 인공지능(AI) 칩 ‘다이내믹’ 설계 이미지. 
ARM 홈페이지

정보기술(IT) 업계가 올해를 이른바 ‘차세대 칩’으로 불리는 인공지능(AI) 애플리케이션프로세서(AP) 개발 경쟁의 원년으로 보고 있다. 4차 산업혁명과 5세대(5G) 이동통신 상용화로 사물인터넷(IoT) 등 신기술이 AI 칩을 요구하기 때문이다. 진화하는 스마트폰과 자율주행차 등이 인간의 뇌처럼 연산하는 AI 칩을 꼭 필요로 하는 까닭도 가세한다. 

15일 업계에 따르면 AI 칩은 그동안 각각 발전했던 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 메모리 기술이 하나의 칩으로 합쳐진다는 의미다. 기존 기술에서 각각의 칩이 ‘한 번에 하나씩’ 데이터를 처리했다면 이미지 처리, 음성인식 등 다양한 비정형 데이터를 동시에 빠르게 처리하는 기술이 요구되는 것이다.

글로벌 IT 기업들은 물론 중국 업체들까지 이미 시장에 속속 뛰어들고 있다. AI 비서 시장이 불어나는 것도 AI 칩의 미래를 밝게 해 준다. 시장조사 업체 IDC에 따르면 AI 하드웨어, 소프트웨어 시장은 해마다 50%씩 급증할 전망이다. 지난해 80억 달러(약 9조원)이던 세계 AI 시장 규모는 올해 125억 달러로 불어날 것으로 예상됐다. 2022년에는 1000억 달러(약 112조원)가 넘을 전망이다.

▲ 카이스트 연구팀이 최근 개발에 성공한 인공지능(AI) UNPU칩(왼쪽). 머신러닝(기계 심화학습)에 특화된 이 칩을 스마트폰에 심으면 표정 인식이 가능하다. 
과학기술정통부 제공

삼성전자의 새 전략 스마트폰 갤럭시S9 시리즈에 탑재된 ‘엑시노스 9810’ 칩은 AI 칩의 출발선 격이다. 외국어 메뉴를 한국어로 번역해 주고, 사진을 찍으면 비슷한 상품을 쇼핑 검색해 주는 등 “주로 지능형 이미지 처리에 특화됐다”는 게 삼성전자의 설명이다. 신경망을 기반으로 한 딥러닝(심화학습)이 적용됐다는 것이다. 삼성의 음성인식 비서 ‘빅스비 2.0’을 위해선 이 칩 수준을 끌어올려야 한다. IT 전문매체 폰아레나 등 외신에 따르면 삼성전자는 신경망네트워크프로세서(NPU·딥러닝 연산을 처리하는 별도 처리장치) 개발도 임박한 것으로 알려졌다. 지금의 AI 칩은 클라우드를 거쳐 정보를 처리하지만 NPU는 기기 내 데이터만으로 AI 서비스를 이용할 수 있어 실시간 지연이 거의없다.

애플이 휴대폰 중 최초로 아이폰에 3차원(3D) 안면인식 기술을 넣은 것도 AI 칩 덕분이다. 애플의 자체 프로세서 ‘A11 바이오닉’은 신경망 엔진이 적용된 AI 칩이다. 초당 최대 6000억번까지 작업을 처리할 수 있어 음성 인식, 자연어 처리 등에도 특화됐다. 

아마존, 구글, 퀄컴 등 글로벌 IT 강자들도 AI 칩 개발에 올인하고 있다. 구글은 이미 자체 칩을 사용해 스트리트뷰, 사진, 번역 등 서비스를 지원하고 있다. 지난해 텐서프로세싱유닛(TPU)이라는 새 AI 칩을 내놓았다. 아마존은 한발 늦었지만 최근 자사 AI 스피커 ‘에코’에 사용할 AI 칩의 자체 설계에 들어갔다.

반도체 강자 인텔은 지난해 8월 AI 스타트업(신생기업) ‘너바나 시스템스’를 인수하며 AI 칩 확장에 대한 의지를 드러냈다. 퀄컴의 ‘스냅드래곤845’ 칩은 전작인 ‘스냅드래곤835’ 대비 AI 성능이 3배가량 향상돼 AI 비서에 활용할 경우 훨씬 정확하고 빠른 대답이 가능해졌다. AI 칩 개발에 열을 올리고 있는 중국 화웨이는 지난해 가을 세계 최초로 모바일용 NPU ‘기린 970’을 공개하고 최신 스마트폰 ‘메이트10’에 실었다. 업계 관계자는 “AI 칩은 네트워크 환경 제약을 받지 않고 에너지 효율도 높아 활용 범위가 비약적으로 넓어질 것”이라고 내다봤다. 

이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

출처:http://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20180316021001#csidxdac6cfb3dfca48a864e1a7b3a261b66