ETRI, 1초당 5000조번 연산 ‘AI’ 개발

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 국산 인공지능(AI) 반도체를 활용해 초고성능 AI 연산 시스템을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 낮은 전력으로 초당 약 5000조회 연산이 가능한 AI 시스템 ‘아트브레인(ArtBrain-K)’을 개발했다고 2일 밝혔다.

자율주행, 사람·사물·음성 인식, 데이터센터 등 AI 응용서비스가 고도화됨에 따라 인공지능의 학습과 추론을 위해 거대한 양의 연산을 빠르게 해내는 고성능 서버의 필요성이 높아지고 있다. 하지만 기존 컴퓨터와 모바일에서 주로 활용된 중앙처리장치(CPU, AP)는 단순 계산에 최적화돼 있다는 한계가 있다. 이에 그래픽스처리장치(GPU)가 널리 활용되고 있으나 구조적으로 인공지능 연산 처리에 최적화되어 있지 않아 데이터 지연 및 전력 낭비가 발생한다. 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체가 차세대 AI 두뇌로 떠오르는 이유다.

ETRI 연구진은 지난해 자체 개발한 AI 반도체 칩 AB9를 활용해 인공지능 시스템을 개발했다.

개발한 NPU 보드 ‘ABrain-S’는 AB9을 기반으로 독자적인 설계를 이뤄 부피가 작으면서도 전력 소모가 낮다.

인공지능 알고리즘 처리를 위해 입출력 데이터를 16GB까지 저장할 수 있는 메모리와 데이터 이동 속도를 빠르게 하기 위한 인터페이스도 적용했다.

현재 AI 알고리즘 처리 가속기로 많이 활용되는 GPU 보드는 부피가 커서 1개 서버 노드에 6~7대밖에 장착할 수 없고 전력 소모도 높다. 반면 AB9가 내장된 NPU 보드는 한 서버 노드에 최대 20개씩 장착 가능하다. 기존 시스템 대비 공간·전력효율을 개선하면서 가격도 낮췄다. 이를 바탕으로 서버 노드 8개를 쌓아 AI 시스템 아트브레인을 만들었다.

서버 1개당 1초에 약 5천조 회 연산이 가능한 셈이다. 기존 GPU 기반 인공지능 서버 대비 약 4배의 연산 성능과 7배의 전력효율이다.

한진호 ETRI 인공지능프로세서연구실장은 “이 기술이 데이터센터 등에 적용되면 처리 용량과 속도가 대폭 개선될 전망”이라고 말했다.

이 기술은 반도체 기업 및 AI 하드웨어 기업 등에 이전, 공항 자동 출입국 시스템에 적용돼 얼굴인식 및 출입국 보안에 활용되고 있다.