KOSEN 한인과학기술자네트워크

□ 미래 반도체 시장은 물론 전 산업 분야를 관통하는 인공지능 반도체

 

º 인공지능 반도체는 차세대 첨단 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 초고속, 저전력으로 실행하는 효율성 높은 비메모리 반도체로 인공지능 기술의 핵심 두뇌 역할

 

º 최근 인공지능 기반 자율주행·사물인터넷·로봇 등이 산업과 생활 전반에 빠르게 확대되면서 처리해야하는 데이터 양도 기하급수적으로 증가

 

º 급격히 증가하는 데이터의 실시간 처리를 위해 데이터센터 성능 향상이 시급하며 이를 해결할 수 있는 인공지능 반도체 기술개발에 국내 업계의 과감한 투자와 연구 한창

 

º 인공지능 반도체 신기술 개발, 전담 사업부 설립, 해외 시장 진출 등 반도체 기업과 통신사까지 과감한 투자와 전략 마련

 

º 메모리 반도체와 프로세서를 하나로 통합해 인간의 뇌처럼 연산하는 뉴로모픽 반도체(Neuromorphic·뇌신경모방) 등 기술 진전도 성과

□ (삼성전자) 세계 최초 MRAM 기반 ‘인 메모리’ 컴퓨팅 구현

º 삼성전자 연구진은 MRAM(자기저항메모리, Magnetoresistive Random Access Memory)을 기반으로 하는 인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅을 세계 최초로 구현하고 연구 결과를 현지시간 1월 12일 세계적인 학술지 ‘네이처(Nature)’에 게재

 

- 기존 컴퓨터는 데이터 저장을 담당하는 메모리 칩과 데이터 연산을 책임지는 프로세서 칩을 따로 나누어 구성하는 반면 인-메모리 컴퓨팅은 데이터 연산과 저장을 메모리 내에서 병렬로 처리하는 기술

 

- 메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 현저히 낮아 차세대 저전력 인공지능 칩을 만드는 기술로 주목

º RRAM(저항메모리, Resistive RAM)과 PRAM(위상변화메모리, Phase-change RAM) 등 비휘발성 메모리를 활용한 인-메모리 컴퓨팅 구현은 지난 수년간 세계적으로 관심이 높은 연구 주제

 

- 하지만 또 다른 비휘발성 메모리인 MRAM은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠른 장점에도 불구하고, 낮은 저항값을 갖는 특성으로 인해 인-메모리 컴퓨팅에 적용해도 전력 이점이 크지 않아 인-메모리 컴퓨팅으로 구현이 쉽지 않았던 실정

 

- 삼성전자 연구진은 이러한 MRAM 한계를 기존 ‘전류 합산’ 방식이 아닌 새로운 개념의 ‘저항 합산’ 방식의 인-메모리 컴퓨팅 구조를 제안함으로써 저전력 설계에 성공

 

- MRAM 기반 인-메모리 컴퓨팅 칩의 성능을 인공지능 계산에 응용해 숫자 분류에서는 최대 98%, 얼굴 검출에서는 93%의 정확도로 동작하는 것을 검증

º 이번 연구는 시스템 반도체 공정과 접목해 대량 생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현하고 차세대 저전력 인공지능 칩 기술의 지평을 확장했다는데 큰 의의

 

- 연구진은 새로운 구조의 MRAM 칩을 인-메모리 컴퓨팅으로 활용할 뿐 아니라 생물학적 신경망을 다운로드하는 뉴로모픽 플랫폼으로의 활용 가능성도 함께 제안

 

- 나아가 초격차 메모리 기술 역량을 시스템 반도체 기술과 접목하여 차세대 컴퓨팅 및 인공지능 반도체 분야에서 지속적으로 기술 리더십을 확장해 나갈 계획

 

□ (SK스퀘어·SK텔레콤·SK하이닉스) ICT 연합 출범하며 ‘사피온’ 투자 강화

º CES 2022에서 ICT 융합기술을 공동 개발 및 투자하고 글로벌 진출까지 도모하는 ‘SK ICT 연합’ 출범 선언

 

- 그동안 독립적인 영역이었던 반도체, 5G, 인공지능 산업이 서로 융합하며 발전하는 시대가 도래함으로써 SK ICT 3사 시너지 전략이 주효하다는 판단

 

- SK ICT 3사는 반도체, 5G, 인공지능 등 다양한 ICT 영역에서 글로벌 수준의 경쟁력을 고루 갖추고 △SK스퀘어의 혁신투자 기술 △SK하이닉스의 반도체 미래 혁신 기술을 지렛대 삼아 공동 사업을 지속 추진한다는 방침

 

 

 

 

º 3사 시너지 첫 결과물로 SK텔레콤의 인공지능 반도체 사피온을 집중 개발·투자 계획

 

- 3사 공동 투자를 통해 미국법인 ‘SAPEON Inc.’를 설립해 글로벌 인공지능 반도체 시장을 본격 공략 예정

 

- 특히 SK텔레콤은 5G, 인공지능 분야에서 축적한 R&D 역량과 서비스 경험을 기반으로 사피온 기술 개발을 주도함으로써 중장기적으로 데이터센터, 자율주행 전용 사피온 모델 라인업을 늘려 나간다는 계획

 

- SK하이닉스는 메모리 반도체 기술과 인공지능 반도체 시너지를 도모하며, SK스퀘어는 SK텔레콤과 함께 전략적·재무적 투자자를 공동으로 유치 예정

 

- SAPEON Inc.는 미국을 거점으로 글로벌 빅테크 주요 고객사를 집중 공략하는 인공지능 반도체 사업 전초기지 역할을 할 것으로 기대

 

- 미국 내 풍부한 반도체 개발 인력을 확보하고 외부 투자를 유치하기 위한 복안이며 SAPEON Inc. 자회사로서 SAPEON Korea는 한국과 아시아 지역 사업을 담당

□ (KT) 서비스로서의 인공지능(AIaaS) 제공 목표

º 2022년까지 SW 기반 클라우드 서비스를 강화하고 2023년 하반기에 인공지능 반도체를 개발해 하드웨어를 아우르는 자체 인공지능 컴퓨팅 생태계 조성을 구상

º 이를 실현하게 되면 기업이 고가의 엔비디아 GPU 기반 서비스에만 의존하지 않고 국내 기술 기반 인공지능 인프라를 필요한 만큼 쉽게 빌려 쓸 수 있게 되는 셈

º 궁극적으로 인공지능 인프라 사업을 향후 KT 주요 사업으로 패러다임 전환한다는 비전


º 이 일환으로 스타트업 모레(Moreh), 글로벌 그래픽처리장치(GPU) 기업 AMD 등과 협력하는 인공지능 인프라 신사업 추진 계획 발표(’21.12.28)

 

- 스타트업 모레와 협업해 만든 ‘하이퍼스케일 인공지능 컴퓨팅 서비스(HAC)’는 인공지능 서비스 개발 필수 자원인 GPU를 가상 환경에서 쓸 수 있도록 빌려주는 서비스

 

- 각 기업이 GPU를 원하는 시기에 원하는 만큼만 할당받아 사용한 뒤 반납하고, 요금은 사용한 만큼만 납부하는 종량제 구조. 인공지능 인프라 서비스를 종량제로 운영하는 국내 최초 사례

º 우선 4개 단계에 걸쳐 인공지능 인프라 사업을 확장할 계획

 

- 2022년 엔비디아와 AMD 등 이종 GPU 수천 장 규모에 달하는 대규모 ‘GPU팜’ 구축, 2023년GPU팜에 파두와 함께 KT HAC 전용으로 자체 개발한 인공지능 반도체 접목

 

- 여기까지 현실화하면 하드웨어와 소프트웨어를 아우른 ‘토털 인공지능 인프라 사업’을 본격화한다는 구상

 

- 나아가 자체 인공지능 표준모델을 만들어 자율주행, 금융, 메타버스 등 업종별로 특화한 기업용 구독형 인공지능 솔루션 사업도 벌일 계획