[뉴스웍스=문병도 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)과 SK텔레콤 등 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 서버, IoT 디바이스 등에 적용 가능한 NPU 기반의 AI 반도체를 개발했다.

2016년부터 과기정통부는 국내 대기업·중소기업과 ETRI 등이 참여하는 국가 연구개발을 통해 선제적인 기술 개발을 추진해 왔다.

고성능 서버와 모바일·IoT 디바이스 분야에서 세계적 수준의 AI 반도체 구현에 성공했다.  

ETRI와 SKT는 AI 응용 서비스를 제공하는 클라우드 데이터센터 등 고성능 서버에 활용 가능한 AI 반도체를 국내 최초로 개발했다. 

AI 연산에 활용되는 반도체는 전력 소모량이 크고 반도체 칩의 크기가 커서 효율적인 생산·활용에 한계가 있다.

연구진은 전력 소모 및 제작 비용 등 실용성을 고려하여 칩의 크기를 최소화하면서도 AI 연산에 최적화된 설계 기술을 적용하여 높은 연산능력과 전력효율을 구현했다. 

동전 크기(17㎜x23㎜)의 작은 면적에 1만6384개에 달하는 다수의 연산장치를 고집적하여 성능을 극대화하면서도, 각 연산장치의 전원을 동작․차단할 수 있는 소프트웨어 기술을 적용하여 전력 소모는 최소화했다.

초당 40조번의 데이터 처리가 가능하고 15~40W 수준의 낮은 전력을 소모하는 AI 반도체를 개발하였으며, 클라우드 데이터센터 등에 적용 시 AI 서비스에 대한 전력효율이 10배 이상 향상될 수 있을 것으로 기대된다.

연구진은 금년 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등을 서비스하는 SKT 데이터센터 적용을 통해 개발된 칩을 실제 환경에서 실증하고 사업화를 본격화할 예정이다.

사람의 시각처럼 객체를 인식하고, 지능형CCTV·드론 등에 적용 가능한 시각지능 AI 반도체는 ETRI와 전자부품연구원(KETI), 팹리스 기업 등이 협력하여 개발했다. 

연구진은 낮은 전력에서도 높은 정확도를 갖는 고효율의 설계와 소프트웨어 기술을 적용하여, 다양한 모바일·IoT 디바이스가 사람 수준으로 사물을 인식할 수 있는 소형의 칩 개발에 성공하였다.

성인 손톱 크기의 절반 수준(5㎜x5㎜)으로 회로면적을 최소화하면서도, 초당 30회의 물체인식이 가능한 성능을 기존 반도체 대비 10분의 1 이하의 0.5W 전력으로 구현했다. 

연구진은 금년 하반기부터 영상 감시·정찰 분야 등 AI 기반 지능형 디바이스 제품화와 연계한 실증과 사업화를 추진할 계획이다.

최기영 과기정통부 장관은 “AI 반도체는 우리나라가 AI 시대에 ‘ICT 강국을 넘어 AI 강국’으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며, “독자적인 AI 반도체 개발은 국내 AI·데이터 생태계 혁신을 위한 중요한 도전이 될 것이다”라고 강조했다.