3년 후 90조 황금어장 'AI 반도체'…삼성·SK 경쟁 후끈

[아이뉴스24 민혜정 기자] 인공지능(AI) 서비스가 일상화되면서 고성능·저전력의 AI 반도체 개발 바람이 불고 있다. AI 반도체가 휴대폰, 서버, 자동차 등 다양한 기기에 탑재되면서 이 시장이 기술 경쟁 각축장이 되고 있다.

31일 업계에 따르면 국내 전자·통신 업체들이 AI 반도체 개발에 나섰다.

AI 반도체는데이터 학습·추론 등 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 높은 성능과 전력효율로 실행하는 반도체다.

시장조사업체 가트너는 AI 반도체 시장이 2020년 331억4천800만 달러(약 39조5천900억원)에서 2025년 767억7천만 달러(약 91조6천900억원)로 성장할 것으로 내다봤다.

연산 반도체인 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)도 AI에 활용될 수 있지만 한계점을 갖고 있다.

CPU는 주어진 데이터를 단일로 처리하는 직렬 방식이다. 대량의 정보를 빠른 시간 안에 학습해 결과를 도출해야하는 AI에 활용하는 데 어려움이 있는 셈이다. 그래픽처리장치(GPU)는 데이터를 병렬 방식으로 처리해 CPU 대안으로 평가 받기도 했지만 AI만을 위해 개발된 건 아니다. 이에 따라 GPU의 병렬처리 특성을 활용하되 AI만을 위한 전용 반도체가 출시되고 있다.

현재 AI 반도체 시장을 장악한 기업은 없다. 다만 세계 GPU 시장 80%를 차지하고 있는 엔비디아가 GPU 경쟁력을 발판 삼아 유리한 고지에 있다고 본다.

한국 기업들도 AI 반도체 개발에 매진하고 있다. 삼성전자 연구진은 최근 세계 최초로 자기저항메모리(M램)를 기반으로 한 '인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅'을 구현하는 데 성공했다. 인-메모리 컴퓨팅은 메모리 내에서 데이터의 저장뿐 아니라 데이터의 연산까지 수행하는 최첨단 칩 기술로 AI 등에 활용될 수 있다.

SK는 SK스퀘어, SK텔레콤, SK하이닉스가 800억원을 공동 투자해 AI 반도체 '사피온'의 글로벌 시장 진출을 추진한다. 사피온은 SK텔레콤이 개발한 데이터센터용 AI 반도체로 기존 그래픽처리장치(GPU)에 비해 전력 사용량은 80% 수준인 데 반해, 딥러닝 시 연산 속도는 1.5배 이상 빠른 것이 특징이다.

KT는 하이퍼스케일링 AI 컴퓨팅(HAC) 서비스를 위해 AI 반도체를 개발키로 했다. KT가 출시한 HAC는 AI 서비스가 필요한 만큼 GPU 자원을 지능적으로 분배할 수 있도록 인프라를 제공한다.

이를 위해 KT는 반도체 설계(팹리스) 기업과 협력은 물론 정보통신기획평가원(IITP) 등이 진행하는 정부 과제에도 참여하는 방식으로 역량을 결집, AI 칩을 개발할 계획이다. IITP에 국가 연구개발(R&D) 존을 제공해 HAC 관련 모든 분야에서 협력을 강화하는 방안도 모색한다.

업계 관계자는 "반도체 경쟁력이 AI 서비스 수준과 직결된다"며 "범용 AI 반도체는 물론 자사 서비스에 최적화된 전용 반도체 개발에도 힘을 쏟을 것"이라고 말했다.

/민혜정 기자(hye555@inews24.com)