`디지털-뉴노멀`의 미래를 묻다

⑧ 오윤제 과기정통부·IITP 디바이스·반도체 PM


“AI반도체 1등 국가 도약을 위해 서버·모바일·엣지·공통 4대 분야에서 향후 세계 최고 수준의 기술력과 독자적인 AI 반도체 플랫폼 확보에 최선을 다하겠다.”
지난달 서울 중구 IITP 서울사무소에서 만난 오윤제 과기정통부·IITP PM은 “현재 AI에 사용되는 GPU(그래픽처리장치)보다 10배 이상의 성능을 가지는 NPU(신경망처리장치)를 개발하고 이를 AI 개발자가 손쉽게 활용할 수 있는 반도체 시스템 SW 개발을 추진할 것”이라고 말했다.
◇1조 규모 차세대 지능형 반도체 개발 추진= 오 PM이 오랜 산업현장의 경험을 쏟아부어 집중하는 키워드는 AI반도체와 양자정보통신 기술이다. 특히 AI반도체는 AI와 반도체 산업을 동시에 도약시킬 핵심 기술로 꼽히면서, 국가 AI전략의 일환으로 집중 투자되고 있는 분야다.
정부는 올해부터 10년간 1조96억원을 투자하는 ‘차세대 지능형 반도체 기술개발 사업’의 일환으로, 2475억원을 들여 AI반도체를 개발하는 한편 새로운 AI 시대를 열 PIM(processing in memory) 반도체 개발 프로젝트를 기획하고 있다.

◇NPU 성능 25배 높인다= 지능형 반도체 기술개발 사업은 현재보다 약 25배 빠른 1PFLOPS(페타플롭스, 1페타플롭스는 초당 1000조번 연산)에 전력소모는 1000분의 1 수준인 NPU와 프로세서 구동을 위한 SW(소프트웨어), 대용량 데이터를 고속으로 전송하는 인터페이스 등 원천기술을 개발하는 게 목표다. AI 반도체 연산속도를 획기적으로 향상시켜 자동차, 드론 등 다양한 영역에서 AI가 더 활발하게 적용되도록 할 계획이다. 아직 시장 지배적인 기술과 기업이 없는 AI 반도체 시장에서 ‘코리아 브랜드’를 확실히 자리매김하겠다는 구상이다.

오 PM은 “엔비디아 GPU(그래픽처리장치)가 AI 분야에서 급부상한 것은 반도체 성능 뿐만 아니라 칩 개발환경이 뒷받침됐기 때문”이라면서 “정교한 SW 개발환경 덕분에 칩 개발자들이 음성인식, 영상인식 등 원하는 AI 기능을 칩에 효과적으로 구현할 수 있었다”고 강조했다. 마찬가지로 우리나라가 AI 반도체 기술경쟁에서 앞서가려면 반도체 뿐만 아니라 SW 실력을 키우는 게 필수다. 오 PM은 “산업계도 SW가 강하지 않고 SW 코드를 기계어로 바꾸는 컴파일러 전문인력도 적다”면서 “AI반도체 개발사업의 중요한 축으로 관련 과제를 추진할 계획”이라고 밝혔다.

◇지능형 반도체 개발 28개 기업·기관 참여= NPU는 서버용과 모바일·엣지용을 함께 개발한다. 서버용 모듈은 SK텔레콤·퓨리오사AI·서울대·오픈엣지 등이 참여해 클라우드 데이터센터용 모듈 개발을 목표로 추진한다. 모바일용 NPU는 텔레칩스·ETRI·네패스가 주관해 자율주행차와 드론 시장을 겨냥해 개발한다. 이와 함께 넥스트칩·ETRI·오픈엣지·딥엑스는 영상보안, 음향기기 등 IoT 기기에 들어가는 엣지용 반도체를 개발한다. ETRI는 공동 기술로 메모리와 AI 프로세서 통합기술 개발을 추진한다. 프로젝트에 참여하는 기업과 기관은 총 28곳에 달한다. 정부는 이 사업을 통해 2029년까지 세계 최고 수준의 연산성능과 전력효율을 갖는 AI 반도체 NPU 10개를 상용화한다는 계획이다.

오 PM은 “자동차, 드론, AI스피커 등에 NPU가 탑재되면 AI 처리를 위한 모든 정보를 서버로 전송하지 않아도 돼 프라이버시 이슈에서 자유롭고, 자율주행차의 경우 미리 훈련받지 않은 상황에 대한 학습과 판단을 차량에서 처리할 수 있게 된다”고 설명했다.

NPU는 엔비디아와 구글이 앞서가는 가운데 MS·페이스북·화웨이·알리바바 등도 투자를 쏟아붓는 영역으로, 국내 연구현장과 산업계의 기술력을 결합해 글로벌 경쟁력을 확보하겠다는 각오다.

◇NPU로 따라가고 PIM으로 앞서가고= 1페타플롭스 NPU 다음 목표는 PIM 반도체 상용화다. 연산처리장치 중심의 컴퓨팅 구조를 뇌와 같은 메모리 중심 구조로 바꿈으로써 현재의 메모리·프로세서 분리구조가 갖는 속도·효율 저하와 전력소모 증가 문제를 풀겠다는 것이다.
◇PIM 개발사업 사전기획 추진=과기정통부는 올해 288억원 등 향후 10년간 2475억원을 투입할 계획이며, ’20년 신규과제에서는 서버·모바일·엣지·공통 분야 AI 반도체 플랫폼 기술을 확보할 계획이다. 또 세계 최고의 메모리 반도체 경쟁력을 활용하여 기억(메모리)과 연산(프로세서)을 통합한 신개념 인공지능 반도체(PIM) 개발 사업에 대한 사전기획을 추진할 예정이다.
오 PM은 “AI반도체 개발사업은 정부와 산업체, 참여자 모두 적극적이고 경쟁력도 우수해 세계적인 반향을 일으킬 결과가 기대된다”면서 “일관되고 장기적인 투자를 통해 AI반도체 분야에서 글로벌 리더십을 확실히 가질 수 있을 것”이라고 강조했다.

글·사진=안경애기자 naturean@dt.co.kr


◇오윤제 PM은= 연세대 물리학 학·석사, 미 렌슬러폴리테크닉인스티튜트 물리학 박사과정을 통해 입자물리, 핵물리, 양자광학 등을 연구했다. 1996년 삼성전자에 입사해 DMC연구소 수석연구원·팀장, 러시아연구소장 등을 역임하면서 광통신, 선행 휴대폰 등을 연구개발했다. 연세대 전기전자공학부 산학협력교수를 거쳐 2019년 초부터 과기정통부·IITP 디바이스·반도체 PM으로 재직 중이다.