해당 반도체는 한국전자통신연구원(ETRI)과 전자부품연구원(KETI), SK텔레콤, 팹리스기업 등의 연구진이 공동개발했다. 인간의 뇌를 모방해 각종 데이터를 초고속으로 처리하는 신경망처리장치(NPU)를 기반으로 만들어졌다. 종류는 서버용 초저전력 AI반도체와 모바일·사물인터넷(IoT)기기용 시각지능 AI반도체의 2가지다.
국내 연구진이 개발한 서버용 고효율 AI반도체 칩의 크기를 500원짜리와 비교하는 모습. 동전 하나 크기의 칩에 1만6,384개의 연산장치(코어)가 집적돼 있다. /자료제공=과기정통부이중 서버용 초저전력 AI반도체는 초당 40조번(40TFOLPS)까지 데이터를 처리할 수 있다. 동전 크기(17mm x 23mm) 속에 1만6,384개의 연산장치(코어·Core)를 담을 정도로 소형화됐다. 동전 크기 속에 1만6,000여개의 초소형 두뇌들이 담긴 셈이다. 또한 소프트웨어를 통해 각의 연산장치 전원을 차단하거나 동작시키는 방식으로 전력낭비를 최소화했다. 덕분에 전력소모를 15~40W까지 낮출 수 있었다. 연구진은 오는 하반기에 SK데이터센터 지능형 CCTV, 음성인식 서비스 등 실증사업에 적용할 계획이다. 해당 반도체 적용시 클라우드 데이터센터의 AI서비스 전력 효율(소모전력 대비 연산성능)이 10배 이상 향상될 것으로 과학기술정보통신부는 내다봤다.
국내 연구진이 개발한 모바일기기용 초소형 AI반도체가 전자기판 위에 장착된 모습. AI반도체 칩의 크기가 기판을 쥔 연구진의 손톱 절반 수준으로 작아졌다. /사진제공=과기정통부시각지능 AI반도체는 성인 손톱 의 절반 크기(5mmx5mm)로 초소형화됐다. 초당 30회까지 사물을 인식할 수 있다. 소모 전력은 기존 반도체의 10분의 1이하인 0.5W수준이다. 이를 휴대용 이동장치나 사물인터넷기기 등에 탑재하면 사람처럼 사물을 판별할 수 있어 드론, 지능형 CCTV 등의 성능을 높이는 데 유용할 것으로 기대된다. 이에 따라 오는 하반기부터 영상 감시·정찰 분야에 적용돼 실증화 및 사업화 과정을 밟게 된다.
이번 성과는 과기정통부가 지난 2016년부터 국내 유관 기관 및 기업들을 참여시켜 추진한 AI반도체 연구개발 프로젝트의 일환이다. 그동안 산업계는 AI전용 반도체가 없어서 컴퓨터그래픽카드 등에 쓰이는 그래픽처리장치(GPU)들을 여러 개씩 병렬연결시키는 방식으로 AI를 구현해 왔다. 하지만 GPU의 특성상 높은 전력 소모, 높은 발열문제를 일으키고 초소형화를 하는 데 한계가 있어 주요국들은 저전력 소형 AI전용 반도체 개발에 뛰어들고 있다. AI반도체 분야는 아직까지 전세계적으로 절대적인 강자가 없는 산업이어서 우리 정부와 산업계도 기술선점을 위해 대규모 투자를 단행하고 있다. 최기영 과기정통부 장관은 “올해 혁신적 설계와 저전력 신소자 등 AI 반도체 핵심기술 투자를 본격화하고, 기억·연산을 통합한 신개념 반도체 기술(PIM) 등 세계시장을 선도하는 도전적 연구를 적극 지원하겠다”고 밝혔다.
