2030 AI 강국 첫 걸음... 올 하반기 한국 기술로 만든 AI 반도체 상용화

ETRI-SK텔레콤, 3년 연구 끝에 AI 반도체 '알데바란' 완성... 엔비디아·구글 등과 어깨 나란히

올해 하반기 SKT 데이터센터에 적용... 타 IT 업체도 도입 예정

순수 국내 기술로 개발된 인공지능(AI) 반도체가 올해 하반기 상용화된다. 2025년 약 153조원에 달할 것으로 예상되는 AI 하드웨어 시장에서 국내 기업이 엔비디아, 인텔(알테라), 자일링스, 구글, 아마존 등 글로벌 기술 기업과 당당히 경쟁할 수 있는 발판을 마련했다는 평가가 나온다.

7일 한국전자통신연구원(ETRI)과 SK텔레콤이 공동연구를 통해 데이터센터용 AI 반도체 '알데바란(AB9)'을 개발했다고 밝혔다. 알데바란은 AI 소프트웨어의 핵심인 딥러닝(인공신경망) 구현에 최적화된 신경망처리장치(NPU)로, 업계 1위 NPU인 엔비디아 '테슬라 V100' 대비 20배 우수한 전력대성능비(전성비)가 강점이다.

엔비디아와 구글이 각각 테슬라와 TPU로 AI 반도체 시장에서 앞서나가는 것에 자극받은 ETRI와 SK텔레콤은 2017년 3월부터 약 3년간 공동연구에 착수해 알데바란 개발에 성공했다.
 

AI 반도체 '알데바란'.[사진=ETRI 제공]

알데바란은 동전 크기(17mm x 23mm)의 작은 면적에 1만6384개의 연산장치(코어)를 집적해 높은 연산능력과 전력효율을 보여준다. 이에 40테라플롭스의 높은 연산 능력을 갖췄음에도 전력 소모량은 15~40W 수준에 불과하다. 약 300W의 전력을 소모하는 기존 AI 하드웨어보다 20배 뛰어난 전성비를 보여준다. 기업이 전력을 적게 소모하는 친환경 데이터센터를 구축하는 데 많은 도움을 줄 수 있다.

ETRI는 알데바란 상용화를 위해 구글처럼 독자적인 AI 프레임워크를 개발했다. 이를 활용해 알데바란이 '텐서플로', '카페', '아파치 MXnet' 등 시중의 주요 AI 라이브러리를 실행할 때 최적의 성능을 내는 것을 확인했다.

ETRI와 SK텔레콤은 올해 하반기부터 SK텔레콤 데이터센터에 알데바란을 적용해 AI와 지능형 서비스를 실행할 때 활용할 계획이다. 기존에는 엔비디아와 자일링스의 AI 반도체를 활용해 AI를 실행했으나, 단계적으로 알데바란으로 교체할 계획이다. KT와 네이버도 올해 하반기 알데바란을 자사 데이터센터에 도입할 것으로 알려졌다.

향후 ETRI는 28nm(나노미터) 수준인 알데바란 생산공정을 12nm 수준으로 낮춰 발열과 전력소모를 더 줄이고, 4개의 알데바란을 1개로 병렬 연결해 처리능력을 4배 이상 끌어올린 후 TPU처럼 클러스터화(化)할 계획이다. 이를 통해 국내 IT 기업 데이터센터에 도입된 V100을 완전히 대체하는 것을 목표로 하고 있다.
 

AB9(알데바란) 칩을 테스트해보는 ETRI 연구진.[사진=ETRI 제공]

또한 ETRI는 지능형 CCTV나 드론에 탑재해 주변 환경을 인식하고 분석하는 시각지능(컴퓨터비전) AI 반도체 'VIC(Human-Like Visual Intelligence Chip)'를 함께 개발했다. ETRI, KETI, 에프에이리눅스, 넥스트칩, 에이디테크놀로지 등 국내 업체가 공동 개발한 VIC는 원거리 데이터센터 대신 기기에서 직접 AI를 실행(추론)하고 학습시킬 수 있는 '에지 컴퓨팅'에 최적화되어 있다. 성인 손톱 크기의 절반 수준(5mmx5mm)의 크기로 초당 30회씩 물체인식을 할 수 있다. 전력소모도 기존 에지 컴퓨팅 반도체 대비 1/10 수준인 0.5W에 불과하다.

ETRI는 올해 하반기부터 VIC를 탑재한 지능형 CCTV와 드론 등이 상용화될 것으로 기대 중이다.

과학기술정보통신부는 알데바란 등 AI 하드웨어의 원천 기술을 민간 기업에 이전하고 관련 소프트웨어를 오픈소스로 공개해 국내 AI 산업 생태계 활성화를 진행하고, ETRI를 국제반도체표준협의기구(JEDEC)에 가입시키는 등 국내 기술의 국제 표준화에도 적극적으로 대응할 방침이다.

최기영 과기정통부 장관은 "AI 반도체는 한국이 ICT 강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심 자산"이라며 "혁신적 설계, 저전력 신소자 등 AI 반도체 핵심기술 투자를 본격화하고, PIM(메모리 처리) 등 한국이 원천기술을 보유한 신개념 반도체 기술을 상용화해 2030년 전 세계 1위의 AI 반도체 강국으로 도약할 것"이라고 밝혔다.
 

[사진=게티이미지뱅크 제공]