국내 민관 기술로 AI 반도체 개발

 

AI 반도체란?
▪(정의) AI 기반 응용 서비스가 필요로 하는 연산을 높은 성능, 높은 전력효율로 실행하는 반도체   ▪(특징) 인간의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모의 데이터를 빠르게 처리하여 복잡한 상황 인식, 학습·추론 등 지능형 서비스에 최적화

 

미래 블루오션으로 꼽히는 인공지능(AI) 반도체를 국내 민관 연구진이 개발하는 데 성공했다.

 

과학기술정보통신부는 7일 한국전자통신연구원(ETRI)과 SK텔레콤 등 국내 민관 연구진이 공동으로 신경망 처리장치(NPU) 기반의 AI 반도체를 개발했다고 밝혔다.

 

NPU는 인간 뇌의 신경망을 모방해 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 AI 프로세서를 말한다. 과기정통부는 2016년부터 국내 기업과 ETRI 등이 참여하는 국가 연구개발사업을 통해 AI 반도체 개발을 추진해왔다.

 

이번에 개발한 AI 반도체는 ▶서버용 초저전력 AI 반도체(알데바란) ▶모바일·IoT(사물인터넷) 디바이스용 시각지능 AI 반도체 등이다. 이 중 서버용 초저전력 AI 반도체는 AI 서비스를 제공하는 클라우드 데이터센터 등 고성능 서버에 활용 가능한 반도체로 ETRI와 SK텔레콤이 개발에 참여했다.

 

연구진은 전력 소모와 제작 비용 등 실용성을 고려해 칩의 크기를 최소화하면서도 AI 연산에 최적화된 설계 기술을 적용해 높은 연산능력과 전력효율을 구현했다. 동전 크기(17mm x 23mm)의 작은 면적에 1만6384개에 달하는 연산장치를 집적해 성능을 극대화했다.

 

또 각 연산장치의 전원을 동작·차단할 수 있는 소프트웨어 기술을 통해 전력 소모를 최소화했다. 그 결과 초당 40조 번(40TFLOPS)의 데이터 처리가 가능하면서도 전력 소모는 15∼40W 수준으로 낮은 반도체 개발에 성공했다.

 

시각지능 AI 반도체		⇨ (활용)	모바일·IoT 디바이스(소모전력)
	(연산성능) 30 FPS  * FPS : 초당 프레임수   (전력) 0.5W  * 실험실 검증 기준		(현재) 5~10W (GPU 기준)
			⇩
			(AI 칩) 최대 0.5W

 

모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체는 사람 수준으로 사물을 인식해 지능형 CCTV나 드론 등에 적용 가능한 AI 반도체다.

 

ETRI와 전자부품연구원(KETI), 팹리스 기업 등이 개발에 참여했다. 성인 손톱 크기의 절반 수준(5mmx5mm)으로 회로 면적을 최소화하면서도, 초당 30회의 물체 인식이 가능한 성능을 구현했다. 그러면서도 사용 전력은 기존 반도체 대비 10분의 1 이하(0.5W)로 낮춘 것이 특징이다.

 

연구진은 올해 하반기부터 영상 감시·정찰 분야 등의 분야에서 실증과 사업화를 추진할 계획이다.