고성능·저전력 AI반도체에 8262억 투자...정부 "반도체 역량 기반 경쟁력 확보"

[스마트에프엔=황성완 기자] 정부가 우리나라가 기술력을 가진 메모리 반도체에 연산 기능을 추가한 고성능·저전력 PIM(지능형 반도체·Processing in Memory) 기술을 앞세워 국내 인공지능(AI) 반도체 수준을 2030년까지 세계 최고로 끌어올릴 것이라고 발표했다.

이를 위해 삼성·SK 등 국내 대표 반도체 기업과 KT·네이버·NHN 등 국내 클라우드 기업들과 힘을 모아 AI반도체 생태계를 발전시키겠다는 구상이다, 국산 AI반도체 기술력을 바탕으로 클라우드·인공지능(AI) 서비스까지 연계한 'K 클라우드' 생태계도 조성한다.

정부가 추진하는 방안은 국산 AI반도체 3단계 고도화와 SW예타사업 추진, 국산AI반도체 데이터센터 적용 및 AI·클라우드 서비스화 추진, 산·학·연 협력 강화 위한 추진체계 구축 등이다. 정부는 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI반도체 개발을 위해 기존 AI반도체 사업을 종합하고 체계화해 내년부터 2030년까지 총 8262억원(예정)을 투자하는 로드맵도 공개했다.

12일 정부에 따르면 이종호 과학기술정보통신부 장관은 경기창조경제혁신센터에서 'AI 반도체 최고위 전략대화'를 주재하고 국산 AI 반도체를 활용한 'K-클라우드 추진방안'을 발표했다.

이날 전략대회에는 이종호 장관을 비롯, 삼성전자·SK하이닉스 등 메모리 반도체 대기업과 NHN·KT·네이버 등 국내 클라우드 기업 대표들이 참석했다. 또, 국내 AI반도체를 만들고 있는 사피온·퓨리오사AI·리벨리온·딥엑스·텔레칩스 등도 참여했다.

'K-클라우드 추진방안'은 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI반도체를 개발, 이를 데이터센터에 적용해 국내 클라우드 경쟁력을 강화하고 보다 향상된 AI·클라우드 서비스를 제공하기 위한 정책이다. 과기정통부 측은 "국내 메모리 반도체 산업이 세계적으로 경쟁력이 있는데, 5년뒤에는 AI반도체 시장이 메모리 반도체의 50%에 달하는 수준으로 성장할 것"이라며 "국내 반도체 역량을 기반으로 산업에서 경쟁력을 확보하기 위해 정부 차원에서 나선 것"이라고 추진 배경을 설명했다.

추진방안은 △국산 AI반도체 3단계 고도화 △SW예타사업 추진 △국산AI반도체 데이터센터 적용 및 AI·클라우드 서비스화 추진 △산·학·연 협력 강화 위한 추진체계 구축 등이다.

과기정통부는 "반도체는 클라우드 경쟁력의 근간인 데이터센터의 성능을 결정짓는 핵심 요소"라며 "아마존(AWS) 등 글로벌 클라우드 기업들은 자사 전용 AI반도체를 적극 개발해 적용하고 있으며, AWS의 경우 자사 반도체를 활용해 기존 GPU보다 최대 70% 저렴한 비용에 컴퓨팅 서비스를 제공하고 음성 및 영상인식 서비스 수준도 향상시켰다"고 설명했다.

정부는 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI반도체 개발을 위해 기존 AI반도체 사업을 종합하고 체계화해 내년부터 2030년까지 총 8262억원(예정)을 투자하는 로드맵을 마련했다. 이는 차세대 지능형 반도체와 PIM인공지능반도체 핵심 기술 개발을 위한 것이다.

우선, 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU를 데이터센터에 적용해 초기 시장 창출을 지원한다. 또, D램기반 상용 PIM과 국산 NPU를 접합해 외산 GPU급 성능을 저전력으로 구현한다. 향후 비휘발성 메모리를 활용해 아날로그 MAC 연산 기반의 PIM을 개발하고 극저전력화를 추진하겠다는 방침이다.

NPU는 유회준 카이스트 교수가 지난 2014년 전 세계에서 최초로 개발한 용어로, AI 학습과 실행에 최적화된 프로세서를 말한다. 소프트웨어적으로 인공신경망을 만들어 학습을 하는 GPGPU(GPU 상의 범용 계산)이후 더 빠른 처리를 위해 하드웨어 칩 단위에서 인공신경망을 모방하고자 하는 시도가 나타났고, 이후 NPU가 등장했다.

과기정통부는 이를 통해 오는 2030년까지 국내 데이터센터 시장의 국산 AI반도체 점유율을 80%까지 확대하고, 국내 AI반도체 기술 수준을 세계 최고 수준으로 향상시킬 계획이다. 아울러, NPU, PIM 등 국산 AI반도체를 데이터센터에 적용하기 위해 추가적인 소프트웨어(SW) 개발이 필요하다.

과기정통부는 신규 예타사업을 추진해 국산 AI반도체에서 딥러닝 등 AI알고리즘을 초고속·극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, AI모델 자동 병렬화 기술 등과 이를 상용 클라우드에 적용하기 위한 가상머신(VM) 및 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술 등을 개발할 예정이다.

더불어, 내년부터 1단계 실증사업으로 국산 NPU데이터센터 구축사업과 기존 AI·클라우드 서비스 개발 사업을 연계한다. 이를 위해 내년에는 428억원, 2025년까지 약 1000억원의 예산을 투자할 계획이다. 내년에는 광주 AI데이터 센터와 민간 데이터센터 1곳을 선정해 국산 AI반도체를 적용할 전망이다. AI·클라우드 서비스는 안전·보건·교육·국방 등 4개 분야를 중심으로 우선 추진하고 이를 기반으로 핀테크, 스마트홈, 메타버스 등 성장 가능성이 높은 분야로 확대할 방침이다.

과기정통부는 K-클라우드 추진을 위해 민관 협업 창구로 '국산 AI반도체 기반 K-클라우드 얼라이언스'를 구성한다. 또한 내년에 AI반도체기업과 대학이 협력해 3개의 'AI반도체 대학원을 신설한다.

이종호 과기정통부 장관은 "우리나라는 메모리 반도체 분야에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있으며, 이러한 기술력을 바탕으로 AI시대 핵심 기술이자 반도체 산업의 새로운 성장동력이 될 AI반도체를 세계 최고 수준으로 육성할 수 있다"면서 "이번 프로젝트를 통해 국내 AI반도체와 클라우드 경쟁력을 높여 국민들이 보다 좋은 AI서비스를 제공받을 수 있도록 하겠다"고 강조했다.

황성완 기자 skwsb@smartfn.co.kr