삼성전자가 ‘인공지능 반도체’ 연구개발에 속도를 내고 있다.

인공지능 반도체는 인간 신경의 작동방식을 접목한 반도체다. 삼성전자가 힘을 쏟는 시스템반도체사업 도약의 발판이 될 것으로 전망된다.
 

27일 반도체업계에 따르면 삼성전자가 올해 안 공개할 것으로 전망되는 애플리케이션 프로세서(AP) 엑시노스2200(Exynos2200)에 전작인 엑시노스2100과 마찬가지로 신경망처리장치(NPU)가 탑재된다.

신경망처리장치는 인간의 신경망과 같은 방식으로 연산기능을 수행하는 시스템반도체다. 딥러닝 같은 인공지능 기능에 특화돼 있다.

반도체업계에서는 삼성전자의 신경망처리장치를 놓고 앞으로 애플리케이션 프로세서시장에서 경쟁자인 미국 퀄컴을 뛰어넘기 위한 무기가 될 수 있다는 시선이 많다.

퀄컴은 스냅드래곤 시리즈에 별도의 신경망처리장치를 탑재하지 않고 있다. 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU)의 기능만으로 인공지능 기능을 처리하기 때문이다.

앞으로 인공지능 기능을 지원하는 전자기기가 늘어날수록 퀄컴의 방식에는 한계가 다가오고 삼성전자의 신경망처리장치 기술력이 부각될 공산이 크다는 것이다.

최근 삼성전자는 인공지능 반도체의 기술력을 더욱 끌어올리는 길을 찾아낸 것으로 파악된다.

앞서 23일 김기남 삼성전자 DS부문 대표이사 부회장, 황성우 삼성SDS 대표이사 사장, 함돈희 삼성전자 종합기술원 펠로우, 박홍근 미국 하버드대학교 교수가 함께 집필한 논문 ‘뇌 기능의 모방에 기반을 둔 뉴로모픽 반도체(Neuromorphic electronics based on copying and pasting the brain)’가 글로벌 학술지 네이처 일렉트로닉스에 게재됐다.

뉴로모픽 반도체는 인간 뇌의 신경망을 직접 모방하는 반도체로 인지와 추론 등 뇌의 고차원적 기능까지 재현하는 것을 궁극적 목표로 한다.

삼성전자는 논문을 통해 초고감도 측정을 통해 인간 신경망 지도를 복사한 뒤 이를 반도체에 붙여 넣어 뇌의 고유한 기능을 재현하는 기술을 제안했다.

이 기술을 상용화한다면 단순히 애플리케이션 프로세서에 쓰이는 신경망처리장치를 넘어 인공지능 기능이 요구되는 전자기기 전반으로 시스템반도체 포트폴리오를 확대할 수 있다.

인공지능 반도체는 갈수록 도입폭이 넓어질 것으로 전망된다. 

시장 조사기관 리서치앤마켓츠(Research and Markets)에 따르면 글로벌 인공지능 반도체시장은 지난해 23억 달러(2조7천억 원가량)에서 2027년 104억 달러(12조2천억 원가량)까지 연평균 24.2%씩 성장할 것으로 예상된다.

이미 엔비디아와 구글, 아마존 등 글로벌 IT기업뿐만 아니라 네이버 등 국내기업들까지 인공지능용 하드웨어인 ‘인공지능 가속기’의 개발 및 상용화에 속도를 내고 있다.

반도체업계 한 관계자는 “인공지능 반도체는 음성인식이나 번역, 챗봇 등의 기능이 탑재된 전자기기에서 쓰이고 있다”며 “인공지능 반도체의 기술이 진보할수록 도입도 늘어 위험도 높은 산업군에서 로봇의 활용폭이 커지고 자동차의 완전 자율주행시대도 앞당겨질 것이다”고 말했다.

삼성전자는 일찍부터 인공지능 반도체기술에 주목했다.

기술 유출을 우려해 정부 지원도 받지 않고 시스템LSI사업부와 종합기술원을 통해 인공지능 반도체술을 개발하고 이를 제품에 접목하는 길을 찾아 왔다.

삼성전자는 2018년 처음으로 신경망처리장치를 탑재한 애플리케이션 프로세서 엑시노스9820을 공개했다. 이후 플래그십 애플리케이션 프로세서를 출시할 때마다 신경망처리장치를 탑재하고 있다.

연구개발 노력의 결실이 애플리케이션 프로세서에서 맺어지고 있는 것으로 볼 수 있다.

삼성전자는 2030년 시스템반도체 글로벌 1위를 달성하겠다는 ‘반도체 비전 2030’을 추진하고 있다.

삼성전자가 앞으로 뉴로모픽 반도체 기술까지 상용화할 수 있다면 인공지능 반도체는 시스템반도체 설계(시스템LSI) 분야에서 반도체 비전 2030을 위해 도약하는 계기가 될 수 있다.

강인엽 삼성전자 DS부문 시스템LSI사업부장 사장은 2019년 진행한 삼성전자의 ‘NPU 설명회’에서 “신경망처리장치사업을 강화해 앞으로 다가올 인공지능시대에서 주도권을 잡겠다”고 말했다. [비즈니스포스트 강용규 기자]