‘세계 최고 수준 국산 AI반도체 개발, DB센터 적용’
정부, ‘K-클라우드’ 계획 발표, ‘NPU·PIM 등 AI반도체 3단계 고도화’ AI반도체 소프트웨어 개발, 실증체계 구축 등 종합적 기술개발계획 발표 “2030년까지 국내 DB센터 시장 점유율 80%, 세계 최고 수준 AI반도체 기술 확보”
[애플경제 박문석 기자]세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 인공지능반도체(AI반도체, PIM 컴퓨팅 반도체)를 개발항 데이터 센터 등에 적용한다는 취지의 ‘K-클라우드’ 프로젝트가 정부 차원에서 추진된다. 이는 “국내 인터넷기반자원공유 경쟁력을 강화하고, 국민들에게 향상된 인공지능 및 인터넷기반자원공유 서비스를 제공하기 위한 정책”이라는 과학기술정보통신부의 설명이다.
과기정통부에 따르면 우선 국산 인공지능반도체를 3단계에 걸쳐 고도화, 세계 최고 수준의 기술을 확보한다. 이를 위해 정부는 아마존(AWS) 데이터센터의 사례를 들었다. 즉, 아마존은 자사 인공지능반도체를 데이터 센터에 적용, 기존이 GPU보다 최대 70% 저렴한 비용에 컴퓨팅 서비스를 제공하고 있다. 또 알렉사 음성인식 서비스 비용도 30% 절감하고, 영상인식 서비스(Rekognition)의 속도는 8배 향상시켰다.
이를 위해 정부는 “기존 인공지능반도체 사업을 종합하고 체계화하여 2023년부터 2-30년까지 총 8,262억원(예정)을 투자하는 고도화 이행안을 마련하였다.”고 밝혔다. 이에 따르면 우선 1단계2023∼2025)로 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU를 지속적으로 고도화(추론→학습)하고 데이터센터에 적용하여 성공 실적 확보 및 초기 시장 창출을 지원한다. NPU(Neural Processing Uni)는 기저학습 등 인공지능 알고리즘에 최적화된 고성능·저전력 프로세서다. 2단계(2026년∼2028년)에서는 디램 기반 상용 핌(PIM)과 국산 엔피유를 접합(패키징)하여 세계적 수준의 연산 성능을 저전력으로 구현(DRAM 기반 PIM)한다. PIM( Processing in Memory)은 메모리에 프로세서 기능을 추가하여 고성능·저전력을 구현하는 것이다.
3단계(2029∼2030년)는 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 활용, 아날로그 엠에이시(MAC, Multiply Accumulate) 연산 기반의 NPU, PIM을 개발하여 극저전력화를 달성한다. MAC는 기저학습 등의 인공지능 추론과 학습과정에서 필요한 고속의 곱셈 누적 연산을 수행하는 계산기다. “이를 통해 2030년까지 국내 데이터센터 시장의 국산 인공지능반도체 점유율을 80%까지 확대하고, 국내 인공지능반도체 기술 수준을 세계 최고 수준으로 향상시킨다는 계획”이라고 밝혔다.
이를 통해 “국산 인공지능반도체를 데이터센터에 적용하기 위한 소프트웨어 예타사업을 추진한다.”고 전했다. 이에 따르면 기존 인공지능반도체 사업들은 프로세서(HW) 개발을 목표로 진행되고 있어, NPU나 PIM 등 단계별로 고도화한 국산 인공지능반도체를 데이터센터에 적용하기 위해서는 추가적인 소프트웨어 개발이 필요하다.
이에 신규 예타사업을 추진하여, 국산 인공지능반도체에서 기저학습 등 인공지능 알고리즘을 초고속·극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, 인공지능모형 자동 병렬화 기술 등과, 이를 상용 인터넷기반자원공유에 적용하기 위한 가상머신(VM) 및 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술 등을 개발할 계획이다.
그런 다음 단계별로 국산 인공지능반도체의 데이터센터에 적용하고, 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스를 제공한다. 즉, 인공지능반도체 고도화 단계별로 이를 데이터센터에 적용하고 인터넷기반자원공유 기반 인공지능서비스까지 제공하는 실증사업을 함께 추진한다. 다시 말해 1단계는 NPU, PIM, 2단계는 PIM, 3단계는 NVM, PIM의 방식으로 진행된다는 설명이다.
내년부터 시작되는 1단계 실증사업으로는 국산 엔피유 데이터센터 구축사업(신규)과 기존의 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스 개발 사업을 연계하여 ’23년에 428억원(안), ’25년까지 3년간 약 1천억원(잠정)을 투자한다. 실증사업에서의 인공지능·인터넷기반자원공유 서비스는 우선 사회·경제적 파급력과 수요가 높은 4개 분야(안전·보건·교육·국방 등)를 중심으로 추진하고, 이를 바탕으로 성장 가능성이 높은 주요 분야까지 확대할 계획이다. 즉, 서버형 인공지능반도체(지능형가전가구, 금융기술 등), 엣지형 인공지능반도체(자율차, 가상현실 등) 등이다.
이를 위해 산·학·연 협력을 강화하기로 했다. 즉, ‘케이-클라우드’ 추진을 위한 민·관 협업 창구 마련 및 주요 과제 발굴을 위해, ‘국산 인공지능반도체 기반의 케이-클라우드 얼라이언스’를 구성한다. 또한, 인공지능반도체 기업과 대학이 협력하여 교육과정을 개발하는 ‘인공지능반도체 대학원’을 신설, 현장에서 요구되는 설계역량을 갖춘 최고급 인재를 양성한다.
2·3단계 핌(PIM) 고도화·실증을 위한 메모리 반도체 대기업과 산·학·연 간 기술 연계 등을 위해 ‘핌 허브(설계연구센터, 한국과기원)’의 역할을 강화하고, 관련 분야(인공지능반도체·인터넷기반자원공유·인공지능 등) 협업 강화를 위해 연구개발 지원기관인 한국전자통신연구원(ETRI)과 정보통신기획평가원(IITP) 조직을 강화한다.