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(서울=연합인포맥스) 김경림 기자 = 챗GPT의 급부상에 국내 반도체 업계의 인공지능(AI) 기술력에 대한 관심이 높아지고 있다.
단순한 연산과 데이터 처리만 하는 것이 아니라 스스로 학습하고 추론할 수 있도록 진짜 '지능'을 갖게 되는 뉴로모픽 기술 개발이 AI의 핵심으로 지목된다.
7일 특허 업계에 따르면 삼성전자는 올해 들어 총 3건의 뉴로모픽 관련 특허 등록을 마치고 공개했다. 현재까지 국내에 출원한 뉴로모픽 관련 특허는 총 81건으로 이 중 일부는 포항공대, 광주과학기술원, 서울대학교, 연세대학교 등과 산학협력을 통해 이뤄졌다. AI 관련 특허는 약 230여 개에 이른다.
뉴로모픽 반도체는 뇌 신경망 구조같이 모든 칩을 병렬로 연결, 뉴런들이 내보내는 전기 신호와 연결 지도를 반도체로 재현하는 데 초점을 둔다. 즉, 사람의 뇌 신경 구조를 모방한 반도체로 인지나 추론 기능까지 구현하고 저장도 한 번에 할 수 있는 기술이다.
국내 반도체 기업이 강점을 보이는 메모리 분야나 현재 챗GPT를 구현하는 엔비디아(NVIIDA)의 그래픽처리유닛(GPU)과도 전혀 다르다.
기존에는 중앙처리장치(CPU)와 GPU에 메모리 반도체를 패키지 형태로 더해 AI를 처리했으나, AI 가속기나 고성능 메모리가 필요해 비용도 많이 들고 전력 소모도 크다는 단점이 있다.
또 국내 반도체 업체는 엔비디아, AMD의 GPU 처리 속도를 높이는 고대역폭반도체(HBM) 제품을 납품하고 있지만, 메모리 중심으로는 AI 시장을 선점하기는 어렵다.
즉 거래선의 생산에 국내 기업의 실적이 좌우될 수밖에 없다는 얘기로, 개별 기업을 비롯해 정부에서도 AI 반도체 직접 생산에 총력을 다하고 있다.
업계서 지향하는 뉴로모픽 기술은 아예 반도체 자체가 연산과 추론까지 하는 것을 목표로 한다.
현재 단계에서는 신경망처리장치(NPU)나 텐서처리장치(TPU) 등이 어느 정도 상용화되어 있다.
삼성전자는 이미 삼성종합기술원에서 관련 기술을 연구하고 있으며 '반도체 비전 2030'의 일환으로 NPU 사업에 집중하고 있다.
또 국내 학계를 비롯해 미국 하버드대학교, 캐나다 몬트리올대학교 등과 협업해 기술을 개발하고 있다.
2018년부터는 일본에서도 뉴로모픽 관련 특허를 약 5건 출원했으며 이 중 일부는 등록까지 마친 상태다.
SK그룹에서는 SK텔레콤이 2020년 첫 국산 AI 반도체인 '사피온 X220'을 상용화한 바 있으며 지난해 미국 캘리포니아주에 독립 법인을 아예 설립했다.
SK하이닉스는 2017년부터 지난해까지 총 30건의 뉴로모픽 장치 관련 특허를 꾸준히 출원했다.
현재는 관련 프로세서를 고도화할 수 있도록 프로세스인메모리(PIM) 등의 관련 기술 개발에 집중하고 있으며, 이미 PIM을 적용해 연산 속도를 16배 늘리고 전력 소모량은 80% 줄인 'GDDR6-AiM' 시제품을 선보이기도 했다.
반도체 업계 관계자는 "현재의 하드웨어만으로는 완전히 인간 같은 수준의 AI를 구현하기에는 한계가 있어 저전력과 속도 개선에 초점을 두고 있다"며 "궁극적으로는 CPU, GPU에서 나아가 NPU까지 여러 IP를 조합하는 반도체 칩 설계가 중요해지는데 국내 업체들은 세계 시장에서 1%의 점유율도 겨우 확보하고 있다"고 전했다.
klkim@yna.co.kr
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