리벨리온, 차세대 AI칩 '리벨-쿼드' 양산 앞당긴다…"삼성 지원 덕분"

[인터뷰] 오진욱 리벨리온 CTO

"회사의 최신 NPU 아톰은 중동 아람코 등 주요 잠재 고객사와의 긴밀한 협의로 올해 4분기 매출 성장을 기대하고 있습니다. 이 칩은 경쟁사 대비 성능과 전력 효율성을 모두 높인 것이 장점이죠. 다음 세대 칩인 '리벨-쿼드'도 삼성전자의 많은 지원 덕분에 생산 일정을 올해 말에서 내년 초 정도로 앞당길 수 있을 것으로 보입니다."

오진욱 리벨리온 CTO는 최근 경기 성남시 소재 사무실에서 기자들과 만나 회사의 AI 반도체 개발 및 상용화 로드맵에 대해 이같이 말했다.

오진욱 리벨리온 CTO(사진=공동취재단)

리벨리온은 지난 2020년 설립된 국내 AI 반도체 스타트업이다. 올해 상반기에는 회사의 2번째 NPU(신경망처리장치) 칩인 '아톰(ATOM)'의 양산을 시작했다. 

아톰은 5나노미터(nm) 공정을 기반으로, 128TOPS(1초 당 128조번의 정수 연산) 및 32TFLOPS(1초 당 32조번의 부동소수점 연산)의 성능을 갖췄다. 특히 전력 소모량이 보편적인 GPU 대비 5분의 1에 불과한 것이 특징이다.

■ 칩 넘어 '랙 솔루션' 준비…아람코에 4분기 공급 목표

리벨리온이 아톰을 통해 거둔 가장 최근의 성과는 지난달 사우디아라비아 국영 석유그룹 아람코로부터 200억원 규모의 투자를 유치한 것이다. 이를 통해 리벨리온은 사우디에 현지 법인을 설립하고, 사우디 정부가 추진하는 소버린(주권) AI 인프라와 서비스 구축을 지원할 예정이다.

오진욱 CTO는 "중동은 공급망 및 보안 이슈로 자체 LLM(거대언어모델) 구축을 원하고 있는데, 데이터센터에 리벨리온의 NPU를 랙(복수의 서버를 저장할 수 있는 특수 프레임) 형태로 도입하는 방안을 논의 중"이라며 "카드 형태는 소량 발주됐으며, 랙 단위로는 올 4분기 매출을 발생시키는 게 목표"라고 설명했다.

이를 위해 리벨리온은 HP, 델, 레노버, 슈퍼마이크로 등 서버 OEM 업체들과도 적극적으로 협력하고 있다. 리벨리온이 자사 NPU를 고객사에 실제 공급하기 위해선 칩에 여러 인터페이스 기능을 추가한 카드나, 이 카드를 여러 개 모은 서버·랙 등의 형태로 제작해야 하기 때문이다.

오진욱 CTO는 "NPU 자체도 중요하지만, 이를 기반으로 한 서버 랙 역시 데이터센터의 발열, 성능 등에 영향을 미치기 때문에 매우 중요하다"며 "아톰 칩은 저전력 설계로 서버 하나에 칩을 240~250개가량 집적할 수 있어, 고성능 서버 구축을 원하는 중동 고객사에게 수요가 있다"고 밝혔다.

■ 소프트웨어 기술력도 강점…'RSD'가 핵심 무기

현재 서버용 AI 가속기 시장에서는 HBM(고대역폭메모리)가 각광받고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 적층해 일반 D램 대비 대역폭을 수십 배 끌어올린 메모리다. 대역폭은 데이터가 송수신되는 통로로, 넓으면 넓을수록 데이터를 빠르게 처리할 수 있다.

반면 아톰은 HBM이 아닌 GDDR(그래픽 D램)을 채용했다. 그럼에도 리벨리온이 아람코 등에서 협업을 얻어낼 수 있었던 이유는, GDDR로도 저전력·고효율 데이터 처리 성능을 구현할 수 있는 자체 소프트웨어 기술을 갖추고 있었기 때문이다.

리벨리온의 최신 NPU 아톰과 아톰을 기반으로 제작된 카드(사진=공동취재단)

오진욱 CTO는 "GDDR을 여러 개 붙여 HBM과 비슷한 대역폭을 구현하는 동시에, 전력 소모량은 HBM보다 적도록 메모리 컴포넌트 등의 기술력을 확보했다"며 "또한 각 칩을 효율적으로 운용할 수 있도록 만드는 RSD 기술력도 중요하다"고 말했다.

RSD는 'Rebellions Scalable Design'로, 리벨리온이 자체 개발한 분산 컴퓨팅용 소프트웨어 스택이다. 

방대한 데이터 처리가 필요한 LLM은 140~180GB(기가바이트)에 달하는 메모리 용량이 필요하다. 이는 일반적인 AI 가속기 카드 하나로는 수용하기 어려운 용량인데, 결과적으로 이를 여러 카드에 나눠 데이터를 처리해야 한다. 이 여러 개의 카드가 단일 카드처럼 잘 작동하도록 만드는 기술이 RSD다.

오진욱 CTO는 "여러 개의 카드를 구동하는 데 필요한 컴파일러, 인터페이스 등을 가장 효율적으로 사용하는 방식을 파악해내는 게 RSD의 핵심"이라며 "이를 위해 메모리 제조사나 엔비디아 등 거대 기업을 제외하면 PCIe 5.0(고속 데이터 전송용 표준)을 제일 빨리 도입하기도 했다"고 강조했다.

■ "차세대 '리벨-쿼드' 양산, 삼성 협업으로 일정 앞당길 것"

나아가 리벨리온은 성능을 더 높인 차세대 NPU '리벨'을 이르면 올 연말 출시한다. 리벨은 삼성전자 파운드리 4나노미터(nm) 공정을 기반으로, 삼성전자의 36GB HBM3E 12단(5세대 고대역폭메모리)을 처음으로 탑재한다.

리벨 개발이 완료되는 경우, 리벨리온은 리벨 칩 4개를 칩렛 구조로 집적한 '리벨-쿼드'를 실제 제품으로 상용화할 계획이었다. 리벨-쿼드는 총 4개의 HBM3E을 탑재하기 때문에 메모리 용량이 144GB로 확장되며, 대역폭을 4.8TB/s까지 구현할 수 있을 것으로 예상된다.

칩렛은 기능별로 각 칩을 제작한 뒤 단일 칩에 붙이는 최첨단 패키징 기술이다. 특정 용도에 맞춰 칩을 이종집적하기 때문에 설계 유연성이 높고, 고속 인터커넥트를 활용하면 전체 시스템의 성능을 높일 수 있어 단일 칩 제작보다 성능을 강화할 수도 있다.

당초 리벨-쿼드는 2026년을 전후로 개발이 완료될 것으로 예상됐으나, 최근 일정이 앞당겨졌다. 이르면 올해 말이나 내년 초에 제작이 가능해질 전망이다. 

오진욱 CTO는 "삼성전자의 적극적인 지원으로, 리벨 싱글 제품과 같은 일정으로 쿼드 제품을 출시하는 것이 가능해질 것으로 판단한다"며 "설계 유연성이 높은 칩렛 기술을 적용했기 때문에 다양한 서버 고객사의 요구에 부응할 수 있을 것"이라고 말했다.

유영상 SK텔레콤 대표(왼쪽)와 박성현 리벨리온 대표(사진=리벨리온)

■ "사피온과의 합병, 시너지 효과 구상 중"

앞서 리벨리온은 이달 18일 국내 또다른 AI 반도체 기업 사피온코리아와의 합병을 위한 본계약을 체결한 바 있다.

합병 후 존속법인은 ‘사피온코리아’로 하고, 리벨리온 경영진이 합병법인을 이끌기로 하면서 새 회사의 사명은 ‘리벨리온’으로 결정됐다. 박성현 리벨리온 대표가 합병법인의 경영을 맡게 될 예정이다.

이와 관련해 오진욱 CTO는 "사피온은 당사와 동일한 NPU 개발사이나, 지금까지 주력하는 사업 모델들과 파트너사들이 달랐기 때문에 서로 다른 시각을 가진 부분이 있다"며 "이러한 부분들을 종합하고 각자의 장점을 채택해서 더 좋은 솔루션을 개발할 수 있을 것"이라고 설명했다.

합병 이후 파운드리 이원화 가능성에 대해서는 유보적인 입장을 취했다. 현재 리벨리온은 삼성전자와, 사피온은 대만 주요 파운드리 TSMC에 칩 제작을 의뢰하고 있다.

오진욱 CTO는 "삼성전자와 리벨 칩 개발에 집중하고 있기 때문에 현재로선 이원화는 고려하고 있지 않다고 보는 게 맞다"며 "삼성전자가 메모리부터 파운드리, 패키징에 이르는 다양한 공정을 턴키 서비스로 제공할 수 있기 때문에 많은 이점이 있다고 생각한다"고 밝혔다.