국산 첫 AI반도체 실증 추진…SKT·ETRI 공동개발

전력효율 10배, 데이터센터용 AI 반도체 국내 최초 개발

인공지능(AI) 반도체 분야의 기술 자립을 위한 발판이 마련됐다.

과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)과 SK텔레콤이 공동 연구를 통해 고성능 서버와 IoT 디바이스에 적용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반의 AI 반도체 실증을 추진한다고 7일 밝혔다.

ETRI와 SK텔레콤은 AI 응용 서비스를 제공하는 클라우드 데이터센터 등 고성능 서버에 활용 가능한 AI 반도체를 개발했다.

CPU나 GPU 형태의 현재 AI 연산에 활용되는 반도체 전력 소모량이 크고 칩 크기가 커서 효율적인 생산과 활용이 어려운 편이다. 연구진은 전력 소모와 제작 비용을 고려해 칩의 크기를 최소로 줄이면서 AI 연산에 최적화된 설계 기술을 적용했다.

동전 크기(17mm x 23mm)의 작은 면적에 1만6천384개의 코어를 담아 성능을 극대화하면서, 각 연산장치의 전원을 동작할 수 있는 소프트웨어 기술을 적용해 전력 소모는 줄였다.

이를 통해 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40W 수준의 낮은 전력을 소모한다. 클라우드 데이터센터에 적용 시 AI 서비스에 대한 전력효율이 10배 이상 향상될 수 있다.

연구진은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등을 서비스하는 SK텔레콤 데이터센터 적용을 통해 개발된 칩을 실제 환경에서 실증하고 사업화를 본격화할 예정이다.

사람의 시각처럼 객체를 인식하고 지능형CCTV와 드론 등에 적용 가능한 시각지능 AI 반도체는 ETRI와 전자부품연구원(KETI), 팹리스 기업 등이 협력해 개발했다.

연구진은 낮은 전력에서도 높은 정확도를 갖는 고효율의 설계와 소프트웨어 기술을 적용해 다양한 IoT 디바이스가 사람 수준으로 사물을 인식할 수 있는 소형의 칩 개발에 성공했다.

성인 손톱 크기의 절반 수준(5mm x 5mm)으로 회로면적을 최소화하면서도, 초당 30회의 물체인식이 가능한 성능을 0.5W 전력으로 구현했다. 올해 하반기부터 영상 감시와 정찰 분야 등 AI 기반 지능형 디바이스 제품화와 연계한 실증과 사업화를 추진할 계획이다.

최기영 과기정통부 장관은 “AI 반도체는 우리나라가 AI 시대에 ‘ICT 강국을 넘어 AI 강국’으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “독자적인 AI 반도체 개발은 국내 AI데이터 생태계 혁신을 위한 중요한 도전이 될 것이다”고 말했다.

이어, “민관 협력을 통해 ‘AI 반도체 발전 전략’을 수립해 AI 반도체를 미래 혁신성장 동력으로 집중 육성해 나가겠다”며 “혁신적 설계, 저전력 신소자 등 AI 반도체 핵심기술 투자를 금년 본격화하고, 기억과 연산을 통합한 신개념 반도체 기술(PIM) 등 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극 지원하겠다”고 강조했다.