삼성전자 "NPU, IT 전분야로···시장 주도권 잡는다"

아우디 자동차 등 전장용으로 공급처 확대

해외 연구진과 협력·핵심 인재 스카우트도

2030년 시스템 반도체 글로벌 1위 달성

삼성전자가 반도체 산업의 미래 성장엔진으로 꼽히는 '신경망처리장치(NPU·Neural Processing Unit)' 육성을 본격화한 가운데, 이 시장의 선두를 차지하기 위한 글로벌 기업들의 기술 경쟁이 한층 치열해질 전망이다.

삼성전자는 18일 서울 중구 태평로빌딩 삼성전자 기자실에서 설명회를 열고 2030년까지 NPU 분야 인력을 2000명 규모로 지금의 10배 이상 확대하고, 차세대 NPU 개발을 위해 역량을 집중한다는 방침을 밝혔다. 이를 통해 2030년까지 시스템반도체 분야에서도 '글로벌 1위'를 달성하겠다는 포부다.

◆ 인간의 '뇌' 역할 NPU 육성 박차

NPU는 인간의 뇌와 같이 정보를 학습하고 처리하는 역할을 한다. 특히 인공지능(AI)을 위한 동시다발적인 연산에 최적화된 프로세서라 'AI 칩'이라고도 불린다.

기존에는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)가 이런 기능을 수행했지만, 스마트폰과 자율주행차 등에 AI가 본격 도입되면서 수많은 기기에서 수집된 대용량 데이터를 지연없이 실시간으로 수행하는 NPU가 핵심으로 떠올랐다. 또 NPU는 스스로 생각하고 학습하는 '딥러닝' 연산에 최적화돼 있다.

삼성전자는 2014년 세계적 석학인 요슈아 벤지오(Yoshua Bengio) 교수를 주축으로 '딥러닝' 연구를 시작했고, 2016년부터 NPU 개발에 본격 나섰다.

황성우 종합기술원 부원장은 "2016년 처음 NPU 과제에 착수했고 시스템 LSI사업부에 NPU 전담 조직을 결성했다"면서 "2세대·전장용 NPU는 이미 개발한 상태이고, 현재 3세대 NPU를 개발 중"이라고 말했다.

삼성전자는 지난해 11월에 NPU가 탑재된 모바일 애플리케이션 프로세서(AP)인 '엑시노스(Exynos) 9'을 처음으로 선보였다. 이 제품은 AI 연산 능력이 기존 제품보다 무려 7배나 높아졌다.

또 최근에는 모바일을 넘어 전장용으로 활용처를 확대했다. 아우디에 공급한 차세대 인포테인먼트 시스템용 반도체 '엑시노스 오토 V9'에 NPU가 탑재돼 운전자의 음성과 얼굴, 동작 인식 등의 다양한 데이터를 빠르고 정확하게 처리할 수 있게 했다.

삼성전자는 향후 NPU를 모바일, 전장뿐 아니라 데이터센터, 사물인터넷(IoT) 등 정보기술(IT) 전 분야로 확대할 계획이다.

◆ 선제투자 집중···휴머노이드 로봇 개발까지

글로벌 IT 기업들 역시 NPU 육성에 집중하고 있다. 중국 화웨이는 지난해 독일에서 열린 유럽 최대 IT·가전 전시회 'IFA'에서 NPU를 탑재한 모바일 AP '기린 980'을 공개했고, 미국 애플도 5세대 이동통신(5G)폰에 탑재할 칩에 차세대 NPU인 'A11 바이오닉'을 적용할 것으로 알려졌다.

삼성전자는 아직 시장이 초기 단계인 만큼 선제적인 연구개발(R&D)과 투자를 바탕으로 기술 주도권을 잡겠다는 전략이다.

강인엽 삼성전자 시스템 LSI사업부 사장은 "경쟁사에도 NPU 전략이 있지만 아직 벤치마킹 할 정도의 생태계는 만들어지지 않았다"며 "삼성은 첨단 공정, 회로설계, 패키징, 알고리즘 등 종합 반도체 기술을 확보하고 있는 만큼 경쟁력이 있다"고 설명했다.

이를 위해 인재 육성에도 박차를 가하기로 했다. 강 사장은 "해외 유명 연구진과 협력 중이고 AI 학회 등에서 글로벌 인재를 스카우트하기도 한다"며 "또 국내에서는 여러 대학과 함께 연구해 나갈 계획"이라고 말했다.

삼성전자는 지난달 '종합기술원 몬트리올 AI랩'을 확장 이전한 바 있으며 2년 전부터 뉴럴프로세싱연구센터(NPRC)를 통해 국내 대학들과 공동 연구를 진행하고 있다.

나아가 삼성전자는 NPU 기술을 더욱 발전시켜 2030년쯤에는 사람 두뇌 수준의 정보처리와 인식을 가능케 하는 '뉴로모픽(Neuromorphic)' 프로세서 기술을 개발한다는 방침이다. NPU 연산 수준이 수십에서 수백 톱스(TOPS·1조에 연산을 1조번 하는 것)라면, 뉴로모픽 프로세서는 수천 톱스 수준이다. 이때가 되면 인간과 비슷한 휴머노이드 로봇 개발까지 가능하다.

강 사장은 "NPU 사업 강화로 앞으로 다가올 AI 시대에서 주도권을 잡겠다"며 "차별화된 기술과 글로벌 기관들과의 협력, 핵심 인재 영입을 통해 혁신적인 프로세스를 선보일 것"이라고 강조했다. 

18일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 진행된 'NPU 설명회'에서 강인엽 삼성전자 DS부문 시스템 LSI사업부장(사장)이 NPU에 대해 설명하고 있다. [사진=삼성전자 제공]