지난 2016년부터 과학기술정보통신부(이하 과기부), 국내 대기업, 중소기업, 한국전자통신연구원(이하 ETRI) 등이 함께 진행한 연구개발 사업을 통해 독자적 설계 기술 기반의 인공지능(AI) 반도체 구현이 성공함에 따라, 우리나라의 AI 반도체 분야 기술 자립도 머지않은 것으로 보인다.
과기부는 4월 7일 ETRI와 SK텔레콤(이하 SKT) 등이 함께 고성능 서버(데이터센터 등), IoT 디바이스 등에 적용 가능한 NPU 기반의 AI 반도체를 개발하고, AI 인프라·제품 적용을 통한 실증에 나선다고 발표했다.
이날 성공적 구현을 발표한 AI 반도체 개발 사업은 ▲초저절전 하이퍼바이저 기반 지능정보 매니코어프로세서 및 SW기술 개발과 ▲신경모사 인지형 모바일 컴퓨팅 지능형반도체 기술개발의 2개 사업이다.
■초저절전 하이퍼바이저 기반 지능정보 매니코어프로세서 및 SW기술 개발
우선 '초저절전 하이퍼바이저 기반 지능정보 매니코어프로세서 및 SW기술 개발'은 지난 2017년 3월부터 올해 12월까지 총 73.3억 원의 예산이 들어갔다. 이 사업엔 ETRI와 SKT가 협력했으며 ▲칩 크기 최적화 ▲AI연산에 최적화된 설계 기술 적용 ▲높은 연산능력 ▲향상된 전력효율 등의 구현을 목표로했다.
이 과제를 통해 탄생한 AI 반도체는 동전 크기(17mm x 23mm)의 작은 면적에 1만 6384개에 달하는 다수의 연산장치(Core)를 고집적해 성능을 극대화하고, 각 연산장치의 전원을 동작과 차단할 수 있는 소프트웨어 기술을 적용해 15~40W 수준으로 전력 소모도 최소화했다.
또한 초당 40조번(40TFLOPS)의 데이터 처리가 가능하며, 클라우드 데이터센터 등에 적용 시 AI 서비스에 대한 소모전력 대비 연산성능을 보여주는 전력효율이 10배 이상 향상됐다. 이 반도체는 금년 하반기부터 SKT데이터센터 적용으로 지능형 CCTV, 음성인식 등의 실제 환경에 실증하고 사업화도 본격 추진한다.
■신경모사 인지형 모바일 컴퓨팅 지능형반도체 기술 개발
다음으로 '신경모사 인지형 모바일 컴퓨팅 지능형반도체 기술 개발'은 지난 2016년 4월부터 2019년 12월까지 총 120억 원의 예산이 들어갔다. ETRI, KETI, 에프에이리눅스, 넥스트칩, 에이디테크놀로지가 함께 연구를 진행, 다양한 모바일·IoT 디바이스가 사람 수준으로 사물을 인식할 수 있는 소형 칩을 개발했다.
딥러닝 알고리즘별 메모리 요구량은 1/70~1/5 수준으로, 연산요구량도 1/20~1/4 수준으로 감소했다. 회로면적도 성인 손톱 크기의 절반 수준인 5mm*5mm 정도로 최소화했고, 초당 30회의 물체인식 성능을 기존 반도체 대비 1/10 이하의 전력인 0.5W 수준으로 줄였다.
이 AI 반도체는 2020년 하반기부터 영상 감시·정찰 분야 등 AI 기반 지능형 디바이스 제품에 적용되며, 이와 연계한 실증과 사업화도 추진된다.
