인공지능(AI) 기술 발달로 수요가 증가하는 것이 바로 AI 반도체다. AI 반도체는 고부가가치 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 효율적으로 실행하는 반도체다.
특정 기업의 독점, 과도한 전력사용이 문제가 되는 기존 그래픽처리장치(GPU)를 대신하게 된다. AI에 최적화된 고성능에 저전력으로 AI 연산을 처리하는 것이 목적으로, 온 세계가 그 개발에 관심을 기울이는 상황이다.
AI 연산에 최적화된 ‘뉴럴 프로세싱 유닛(NPU)’, 기존 분리돼 있던 메모리와 프로세서를 집적해 저장·연산 기능을 동시 수행하고 전력 소모를 줄인 프로세싱 인 메모리(PIM) 반도체와 같은 새로운 AI 반도체 기술 개발에 이목이 집중된다.
우리나라는 최근 기술격차를 빠르게 해소하고 있지만, 여전히 상대적으로 수준이 낮다는 평가다. AI 컴퓨팅 파워가 곧 국가 전략자산인 현 상황에서 핵심기술 국산화가 절실한 상황이다.
지금까지 이런 상황에 대응해 ‘차세대지능형반도체 기술개발사업’ ‘PIM인공지능반도체 핵심기술개발사업’이 진행 중이다. 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP·원장 홍진배)이 NPU, PIM 반도체 개발에 장기간 힘을 더하고 있다.
올해에는 실감형콘텐츠 최적화 엣지 AI 반도체 개발, AI 반도체 성능검증 툴 개발, 데이터 처리가속 기술 개발 등이 주요 추진현황에 이름을 올리고 있다.
앞으로도 과기정통부와 IITP가 ‘AI 반도체 1위 강국 도약’을 위해 세계 최고 수준 원천기술 확보에 나서며 디저털 혁신 기술개발에 임한다.
AI 프로세서, 시스템 SW, 지능형시스템 분야의 세 가지 전략으로 이에 임한다. AI 프로세서의 경우 기존 NPU와 PIM 반도체에 더해 인간 뇌의 뉴런 형태를 모방, 기능을 모사한 뉴로모픽 기술 개발에 역점을 둔다. 이들을 통해 최근 각광받는 ‘온디바이스’ 기술에 대응하는 역량을 키운다.
시스템 SW 관련해서는 국산 AI 반도체 활용성 강화를 위한 시스템 SW 개발 및 클러스터 규모 컴퓨팅 SW 개발에 나선다. 여기에 더해 대한민국만의 경쟁력있는 클라우드 시스템을 만드는 ‘K-클라우드’ 구현에도 적극 대응해 관련 특화기술 개발도 진행하게 된다.
지능형시스템의 경우 국산 AI반도체 기술 기반 추론·학습이 가능한 데이터센터 규모 풀 스택 시스템 및 차세대 인터커넥트 기술 개발이 목표다.
내년에는 △AI 반도체를 활용한 K-클라우드 기술 개발 △PIM AI 반도체 핵심기술 개발 △차세대 지능형 반도체 기술 개발 △칩렛 기반 저전력 온디바이스 AI 반도체 기술 개발 사업의 총 33개 과제가 신규로 진행된다.
이와 관련해 오윤제 IITP PM은 “생성형 모델 등장을 비롯, 계속 발전을 거듭하는 AI에 대응하는 열쇠가 바로 AI 반도체로, 온디바이스를 비롯한 다방면에 활용 가능하며 글로벌 경쟁력을 갖춘 저전력·고효율 AI 반도체와 관련 기술을 개발하는 것이 과기정통부와 IITP의 목표”라며 “산·학·연, 특히 산업계의 참여가 확대되도록 기획 역량을 집중하고 있다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
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