인공지능 맞춤형 반도체 주목… 'GPU' 새바람
엔비디아, GPU 수요 급증 '인텔 아성' 위협
대량 데이터 처리·연산능력 지원 도구 '각광'
GPU 이용 의료이미지·음성지원까지 서비스
ASIC·FPGA 등 특수 목적 프로세서도 등장
CPU강자 인텔도 AI 스타트업 인수 등 대응
엔비디아, GPU 수요 급증 '인텔 아성' 위협
대량 데이터 처리·연산능력 지원 도구 '각광'
GPU 이용 의료이미지·음성지원까지 서비스
ASIC·FPGA 등 특수 목적 프로세서도 등장
CPU강자 인텔도 AI 스타트업 인수 등 대응
![[알아봅시다] 인공지능(AI) 시대 반도체 시장 변화](http://contents.dt.co.kr/images/201705/2017051202101876731001[1].jpg "[알아봅시다] 인공지능(AI) 시대 반도체 시장 변화")
지난 1월 세계 최대 규모의 가전 전시회 'CES 2017'에서 가장 주목받은 기술은 단연 자율주행차였습니다. 각종 가전 기기와 기술이 선보이는 전시회가 아닌 모터쇼를 방불케 할 정도로 첨단 ICT로 무장한 자율주행차가 대거 출동하는 등 자율주행차 전시회로 꾸며졌는데요.
이 전시회에서는 BMW, 아우디, 메르세데스 벤츠 등 세계적인 자동차 기업들이 반도체 업체들과 협력해 개발한 첨단 자율주행기술을 앞다퉈 내놓았습니다. 특히 눈여겨 볼 점은 막대한 데이터 처리를 요구하는 인공지능 기술의 핵심이 되는 반도체 시장에 새로운 판도가 형성되고 있다는 것입니다.
이런 가운데 인텔, 퀄컴, 삼성 등 글로벌 반도체 기업들과 치열한 경쟁 속에서 최근 들어 반도체 칩 회사인 엔비디아(NVIDIA)가 주목받고 있습니다. 이 회사는 인공지능 맞춤형 반도체 수요가 증가하면서 반도체 시장에서 줄곧 1위 자리를 지켜오던 인텔의 아성을 위협하는 존재로 급부상하고 있는데요.
◇ 반도체 시장의 새 바람 'GPU'= 젠슨 황(Jen-Hsun Huang)이 이끄는 엔비디아의 지난해 4분기 매출은 전년 같은 기간보다 55% 늘어난 22억 달러를 기록하는 등 큰 폭의 성장세를 보였습니다. 이는 그래픽처리장치로 불리는 'GPU(Graphics Processing Units)'라는 반도체 칩에 대한 수요가 급격히 증가했기 때문인데요. GPU는 원래 개인용 컴퓨터에서 원활한 게임속도를 지원하는 용도로 사용되는 칩입니다.
하지만 최근 방대한 양의 데이터를 처리해야 하는 높은 컴퓨팅 연산 능력을 필요로 하면서 GPU가 이를 지원하는 도구로서 각광받고 있습니다. GPU의 급격한 매출액 증가는 반도체 칩 시장에 새로운 변화의 바람이 불고 있음을 보여줍니다.
대량의 데이터와 고도의 연산능력을 기반으로 한 머신러닝이나 여러 인공지능 기기들에 적용할 수 있는 특수화된 프로세서를 이용하려는 움직임이 일고 있는 것입니다.
◇ ASIC·FPGA 등장…인공지능 서비스 지원= CPU가 몇 개의 코어를 바탕으로 순차적인 연산 작업할 수 있는 반면 GPU는 수천 개의 코어를 이용해 동시에 여러 연산 작업을 진행하는 병렬처리가 가능합니다. 엔비디아의 프로세서는 3584개의 코어를 기반으로 합니다. 인텔의 서버 CPU가 최대 28개 코어를 지닌 것과 대조적인데요.
최근에는 CUDA(Compute Unified Device Architecture)라는 코딩 언어를 개발해 고객이 직접 각자의 작업을 위해 해당 프로세서를 프로그래밍할 수 있도록 지원하고 있습니다. 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능에 대한 관심이 높아지면서 엔비디아의 반도체 칩은 자체 인공지능 시스템 구현을 위해 꼭 필요한 요소로 떠오르자 수많은 온라인 회사들이 엔비디아 GPU를 이용해 의료이미지부터 음성지원까지 다양한 인공지능 서비스를 제공하고 있습니다.
GPU뿐 아니라 빠른 속도와 높은 에너지 효율을 지닌 특수 목적의 프로세서인 ASIC(특정한 용도에 맞도록 제작된 주문형반도체)과 대용량 데이터 처리에 적합한 FPGA(프로그래밍과 재설정이 가능한 비메모리반도체)도 새로운 반도체 칩으로 시장을 형성해 가고 있습니다.
◇ CPU 강자 '인텔의 변신'= 이런 상황에서 PC 프로세서 시장뿐만 아니라 서버 CPU 시장에서 거의 독점적 지위를 누려왔던 인텔이 변신을 시도하고 있습니다.
인텔은 2015년 FPGA를 제조하는 알테라를 167억 달러에 인수했고, 지난해 8월에는 소프트웨어부터 칩에 이르기까지 특수 인공지능 시스템을 개발하는 등 신생 스타트업인 '너바나(Nervana)'를 4억 달러에 인수했습니다. 또한 인공지능 시대를 맞아 엔비디아와 경쟁하기 위해 올 여름 코드명 '나이츠 밀(Knights Mill)'이라는 새로운 프로세서를 판매할 예정입니다. 동시에 너바나의 기술이 탑재된 나이츠 크레스트라는 칩도 개발하고 있습니다. 향후에는 인텔의 CPU가 알테라의 FPGA와 결합될 것으로 예상되고 있습니다.
◇ 인공지능 시대 반도체 시장 성장 이어가= 전문가들은 인공지능 발전 속도와 파급 정도에 따라 서로 다른 종류의 프로세서들이 시장에서 가질 수 있는 기회가 많아질 것으로 보고 있습니다. 하나의 거대한 CPU가 규모와 복잡성에 상관없이 모든 연산을 처리하기보다는 인공지능 기술 범위에 따라 맞춤형 반도체 수요가 크게 늘 것이라는 분석인데요.
이를 반영하듯 시장조사기관인 IC 인사이트 조사에 따르면 2016년 상위 20개 반도체 기업의 매출액은 전년대비 3% 증가한 2821억 달러로 예상됐습니다. 이 중 엔비디아는 예상 매출액 기준으로 16위였으나, 전년에 비해 35%라는 가장 높은 성장률을 보였습니다. 국내 기업에선 삼성전자(2위), SK하이닉스(6위)가 상위 20대 반도체 기업에 포함됐습니다.
이처럼 인공지능 기술의 발전과 사물인터넷 제품 및 자율주행차 등에 탑재되는 반도체 수요가 급격히 늘어나면서 세계 반도체 시장 규모가 앞으로 더욱 커질 것으로 전망됩니다.
대전=이준기기자 bongchu@dt.co.kr
자료제공=과학기술정책연구원(STEPI)
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