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사진은 권력이다

SKT가 AI 반도체를? SKT의 사피온 X220 AI 반도체 본문

IT/가젯/IT월드

SKT가 AI 반도체를? SKT의 사피온 X220 AI 반도체

썬도그 2021. 5. 10. 11:32
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코시국에도 조심스럽게 대규모 전시회들이 진행되고 있습니다. 지난달 개최된 월드IT쇼는 예상대로 예전만 못하고 새로운 제품, 신기술을 볼 수 있는 기회는 많지 않았습니다. IT 2차 부흥기라고 할 정도로 2010년대 전후의 3D TV, 3D 프린터 열풍이 잦아들다 보니 이렇다 할 눈여겨 볼만한 신기술들은 거의 안 보였습니다. 

그럼에도 몇몇 기술은 눈길을 끌었습니다. 이중에서 가장 눈길을 끈 것은 SKT의 AI 반도체입니다. 

SKT 부스에 가니 5G 서비스가 오버스펙임을 인정하는지 5G라는 문구는 잘 안 보였습니다. 그리고 전면에 엄청나게 큰 글씨인 AI가 적혀 있네요. 처음에는 이제는 5G가 마케팅 용어로 그 용도가 다 되자 이제는 AI를 들고 나온 줄 알고 지나쳤습니다. 

그런데 뭔가가 있습니다. 사피온 X220? 이게 뭔가 궁금했습니다. 딱 보면 CPU처럼 보이는데요. SKT는 통신사이지 하이닉스가 아닙니다. 반도체 제조업을 하지 않죠. 그런데 이게 있으니 이상하고 궁금해서 물어보니 SKT에서 만든 AI 반도체 즉 NPU라고 하네요. 

네? SKT가 왜 이런 걸 만들지라는 생각과 함께 관련 기술 및 인력이 있냐고 물으니 있다고 하네요. 
그런가 보다 했습니다. 그러나 CPU, GPU, NPU 제조는 하루 아침에 뚝딱 나오는 기술이 아닙니다. 하이닉스면 몰라도 SKT는 콘텐츠 사업이나 통신 사업은 몰라도 갑자기 반도체라뇨?

이에 집에와서 검색을 해봤습니다. 
이에 대한 자세한 개발과정이 나온 뉴스는 없네요. 대신 관련 정보들은 좀 보입니다. 

AI 반도체 NPU란?

2020년 4월 한국전자통신연구원(ETRI)은 국책사업으로 AB9 X120이라는 NPU를 만듭니다. 반도체는 메모리 반도체와 비메모리 반도체가 있습니다. 이 비메모리 반도체 중 큰 비중을 차지하는 것이 시스템 반도체입니다. 

메모리 반도체는 단순히 정보를 저장하는 정보 저장 반도체이고 한국이 가장 잘 만듭니다. 삼성전자와 하이닉스가 아주 잘 만듭니다. 그러나 논리와 연산, 제어 기능 등을 수행하는 반도체인 시스템 반도체는 거의 만들지 못합니다. 만든 것도 해외 기업을 인수해서 만드는 수준입니다. 시스템 반도체는 CPU, GPU 등이 있습니다. 즉 프로그래밍을 통해서 논리 게이트를 제어해서 빠른 연산을 통해서 많은 작동을 제어합니다. 

시스템 반도체의 대표적인 기업이 인텔과 AMD, 지포스 등이 있습니다. 스마트폰에 들어가는 미디어텍이나 퀄컴도 시스템 반도체 회사입니다. 고부가 가치 반도체 중에 시스템 반도체가 차지하는 비중이 아주 높습니다. 

이에 한국도 이 시스템 반도체 시장을 뛰어들고 있고 그 선봉에 한국전자통신연구원(ETRI)이 있습니다. 
2020년 4월 ETRI는 알데바란이라는 AI 반도체를 세상에 공개합니다. 알데바란은 원래는 자율주행 자동차에 들어가는 반도체로 만들기 시작했습니다. 그런데 이를 좀 더 범용적으로 활용할 수 있는 인공지능 반도체인 NPU로 개발됩니다. 

NPU는 Numeric Processing Unit의 약자로 인공지능의 학습과 추론에 특화된 반도체입니다. 요즘 뜨고 있는 인공지능 기술은 CPU나 GPU로도 처리가 가능합니다. 그러나 인공 지능이 빅데이터를 통해 학습을 통해서 추론을 하는 즉 우리 인간이 세상을 배우는 방식처럼 배우려면 학습, 추론에 특화된 로직 반도체가 필요합니다. 

그렇게 인공 지능(AI)의 학습 처리 속도를 높인 인공지능 특화 로직 반도체가 NPU입니다.
NPU는 AI학습 처리 속도가 CPU의 40배, GPU의 10배나 더 빠릅니다. NPU는 많지 않고 CPU는 처리속도가 느려서 요즘 GPU가 불티나게 팔리는 이유이기도 합니다. 

한국전자통신연구원(ETRI)의 NPU인 AB9 X120은 초당 40조 번의 부동소수점 연산이 가능한 40 TFLOPS 성능을 제공합니다. 지포스 2080이 10 TFLOPS이니 4배나 연산 능력이 좋습니다. 즉 서버용으로 사용해도 좋은 성능입니다. 중요한 건 가격입니다. 가격이 기존의 NPU보다 저렴한 10만 원 대라고 발표했습니다. 다만 이걸 상용화하면 가격은 더 올라갈 것입니다. ETRI는 기업이 아닌 국가에서 기업이 필요로 하는 기술을 개발하고 이전하는 곳이라서 상용화는 하지 않습니다. 

ETRI와 손을 잡은 SKT 

ETRI의 이런 기술을 눈여겨 보던 기업이 삼성전자도 하이닉스도 아닌 SKT였습니다. 왜 SKT냐고 할 수 있습니다. 그런데 이 자율주행을 넘어서 무인 자동차 기술의 핵심은 5G 망입니다. 5G가 속도만 빠른 통신 서비스가 아닙니다. 더 중요한 것인 저지연성과 함께 강력한 연결성입니다. 

특히 저지연성은 자율주행 자동차가 촬영한 각종 데이터 즉 수많은 카메라로 촬영한 주변 풍경을 통해서 자동차가 가고 서고 장애물을 피하는 등등의 행동을 하려면 실시간으로 촬영한 영상을 서버로 보내고 서버가 빠른 판단을 해서 멈춰! 그냥 가! 등등을 판단합니다. 그럼 무인 또는 자율 자동차가 촬영한 영상을 누가 판단하냐? 바로 NPU들이 영상을 분석하고 판단합니다. 이 판단에 필요한 것이 AI 기술입니다. AI 기술의 핵심은 학습, 추론입니다. 

AI들은 자동차가 보내온 영상을 실시간으로 분석하고 학습을 해서 경험을 쌓습니다. 그리고 그 경험에서 추론을 통해서 애매한 상황에서 가장 합리적인 판단을 합니다. 이때 필요한 것이 NPU입니다. 

ETRI의 AB9 X120 NPU는 전력 소모량도 적어서 서버용 초저전력 AI 반도체로 활용될 예정입니다. 

AB9 X120 NPU의 다음 버전 같은 SKT 사피온 X220 NPU

SKT의 사피온 X220(SAPEON X220)은 이름만 봐도 알데바란9 X120의 후속 버전 같이 느껴집니다. 
어떻게 보면 ETRI의 AB9 X120의 상용화 버전 느낌도 납니다.  

SKT에 따르면 AI반도체 사피온 X220은 기존 GPU 대비 딥러닝 연산 속도가 1.5배 빠르면서도 기존 GPU 대비 가격은 절반이며 전력 사용량은 80%나 적습니다. 그래서 그런지 SKT 전시장에서는 전력 소비량이 적다는 것을 무척 강조했습니다. 

수많은 이미지들을 띄운 후 그걸 학습하는 속도를 비교해 주었는데 엔비디아의 서버용 NPU인 TESLA T4와 대결을 보여주었습니다. 

처리 속도는 빠르지만 NPU의 2개의 기능인 학습과 추론 중에 SKT의 사피온 X220은 추론만 합니다. 따라서 추론 작업이 필요로 하는 기업들은 보다 저렴하고 저전력의 NPU를 통해서 비용을 줄일 수 있습니다. 

SKT의 사피온 X220은 올 하반기 전 세계에 판매할 예정입니다. 서버용이라서 우리 같은 일반인은 볼 기회는 없을 겁니다. SKT는 SKT의 AI 서비스인 누구(NUGU)와 고객센터 ADT 캡스에서 영상 분석 작업에 이 SKT의 사피온 X220를 사용할 예정입니다. 

고객센터에서는 고객의 상담 내용을 텍스트로 인식 저장하고 그 저장된 텍스트를 바로 꺼내서 볼 수 있는 기술에 사용하고 CCTV는 이상한 행동을 하는 사람을 자동 인식하고 경고를 하는 사람의 판단이 필요로 하는 곳에서 사람 대신 1차 판단을 하는 데 사용할 것으로 보입니다.

NPU가 어려운 게 아닙니다. 우리가 사용하는 스마트폰 카메라를 켜고 풍경에 갖다 대면 풍경으로 인식하고 풍경에 좋은 필터 추천하는 AI 카메라나 피사체를 촬영하면 그 피사체와 비슷한 사진을 골라서 보여주거나 그 피사체가 제품이라면 제품을 보여주고 가격까지 안내해주는 것이 AI의 역할이고 그 AI의 판단력을 빠르게 해주는 것이 NPU입니다. 

SKT는 내년인 2022년 하반기에 사이폰 X330을 출시할 예정으로 추론을 넘어서 드디어 학습 능력까지 넣은 제품을 출시할 예정입니다. 

미래 먹거리가 점점 떨어지는 한국, 새로운 시장을 선점해서 또 다른 먹거리를 찾았으면 하네요

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