2030년까지 NPU 분야 인력 2,000명 이상 규모로 확대
시스템LSI사업부와 종합기술원 역량 모아 시너지 제고
글로벌 연구기관과 협업, 산학협력 확대, 핵심 인재 영입 지속
NPU 기반으로 '뉴로모픽 프로세서' 기술로 확대 예정

황성우 삼성종합기술원 부원장(부사장)이 18일 태평로 삼성전자 기자실에서 NPU 사업에 대해 설명하고 있다.
황성우 삼성종합기술원 부원장(부사장)이 18일 태평로 삼성전자 기자실에서 NPU 사업에 대해 설명하고 있다.
삼성전자 DS부문 시스템 LSI사업부장 강인엽 사장이 NPU 관련 설명을 하고 있다.
삼성전자 DS부문 시스템 LSI사업부장 강인엽 사장이 NPU 관련 설명을 하고 있다.

삼성전자가 인공지능(AI) 시대를 선도할 핵심 기술인 'NPU(Neural Processing Unit, 신경망처리장치) 사업' 육성에 본격 나선다.

오는 2030년까지 NPU 분야 인력을 2,000명 규모로 10배 이상 확대하고 '차세대 NPU 기술' 강화를 위해 전사적인 역량을 집중한다는 방침이다.

독자적인 NPU 기술 육성을 통해 2030년까지 시스템 반도체 분야에서도 글로벌 1위를 목표로 한 '반도체 비전 2030' 달성에 박차를 가한다는 계획이다.

삼성전자는 18일 중구 태평로빌딩에서 열린 NPU(신경망처리장치) 기술과 전략 설명회에서 이같이 밝혔다.

'NPU'는 인공지능의 핵심인 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘 연산에 최적화된 프로세서다.

딥러닝 알고리즘은 수천 개 이상의 연산을 동시에 처리해야 하는 병렬 컴퓨팅 기술이 요구되는데, NPU는 이러한 대규모 병렬 연산을 효율적으로 할 수 있어 AI 구현을 위한 핵심 기술로 꼽히고 있다.

삼성전자는 NPU 기술 역량 강화를 위해 시스템 LSI사업부와 종합기술원에서 선행 연구와 제품 개발을 지속해오고 있다. 그 첫 결과물로 모바일 SoC(System on Chip) 안에 독자 NPU를 탑재한 '엑시노스 9(9820)'을 작년에 선보였다.

이 제품은 기존에 클라우드 서버와 데이터를 주고받으며 수행하던 인공지능 연산 작업을 모바일 기기가 자체적으로 할 수 있도록 '온 디바이스 AI(On-Device AI)'를 구현했다.

삼성전자는 향후 모바일부터 전장, 데이터센터, IoT 등까지 IT 전분야로 NPU 탑재를 확대할 계획이다.

모바일용 플래그십 SoC 제품부터 순차적으로 NPU 탑재를 확대 적용할 예정이다. 인포테인먼트 시스템(IVI, In-Vehicle Infotainment), 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) 등 NPU를 탑재한 차량용 SoC 제품 개발에도 집중한다는 전략이다.

또 데이터센터의 빅데이터 처리 성능을 높일 수 있는 딥러닝 전용 NPU를 개발해 AI 연산을 강화하는 등 활용 범위를 넓혀 나갈 방침이다.

삼성전자는 글로벌 연구 기관 및 국내 대학들과의 지속 협력을 확대하고, 핵심 인재 발굴 등에도 집중 투자할 계획이다.

삼성전자는 지난 5월 '종합기술원 몬트리올 AI랩'을 딥러닝 전문 연구기관인 캐나다 밀라연구소로 확장 이전하며, 세계적 석학인 요슈아 벤지오(Yoshua Bengio) 교수를 주축으로 몬트리올대(University of Montreal), 맥길대(McGill University) 연구진 등과 협업하고 있다.

또한 2017년부터 뉴럴프로세싱연구센터(NPRC, Neural Processing Research Center)를 통해 국내 대학들과도 인공지능 관련 공동 연구를 진행하고 있으며 미래 인재 양성에도 힘쓰고 있다.

장덕현 삼성전자 시스템 LSI사업부 개발실장이 NPU 사업 전략을 소개하고 있다.
장덕현 삼성전자 시스템 LSI사업부 개발실장이 NPU 사업 전략을 소개하고 있다.

강인엽 삼성전자 시스템 LSI사업부 사장은 "딥러닝 알고리즘의 핵심인 NPU 사업 강화를 통해 앞으로 다가올 AI 시대에서 주도권을 잡겠다"며, "향후 차별화된 기술과 글로벌 기관들과의 협력, 핵심 인재 영입 등을 통해 한 차원 더 진화된 혁신적인 프로세서를 선보일 것"이라고 밝혔다.

강 사장은 2000여명의 인력 충원과 관련, "한국에서 고급 인력을 뽑는 것은 어려운 것이 사실"이라며 "몬트리올 등에 연구소를 차린 만큼 전세계에 펼쳐질 것"이라고 말했다.

또 그는 인수합병(M&A) 계획에 대해 "전략적으로 기술·인력 확보를 위한 스타트업 위주로 인수할 수 있다"면서 "최근 이미지센서 분야를 위해 이스라엘 스타트업을 인수했다. 대형 M&A도 필요하다면 당연히 해야한다"고 말했다.

그는 또 "시스템반도체는 SoC(시스템온칩)와 CIS(CMOS 이미지센서), DDI(디스플레이 구동칩) 등 크게 3개의 상품군이 있다"며 "모든 부문에서 사업 기회가 있기 때문에 골고루 투자할 것"이라고 했다.

강 사장은 "AI(인공지능) 시대에는 데이터 수집에서 분석, 전공·공유의 데이터 선순환 구조가 나타날 것"이라며 "모든 커뮤니케이션에 AI가 접목될 것이다"고 설명했다.

그러면서 "새로운 AI 시대에는 NPU로 업로드가 이뤄질 것"이라고 내다봤다.

강 사장은 시스템 반도체 1위 목표가 인텔을 넘어서는 것이냐는 질문에는 "팹리스(반도체 설계 전문업체) 중에서 1등을 하겠다는 것이다"며 "인텔은 팹리스가 아니다"고 답했다.

장덕현 S.LSI 사업부 SoC 개발실장(부사장)은 "스마트폰과 자동차, 데이터센터, IoT(사물인터넷) 등에도 AI 전용 반도체 채용이 가속하고 있다"며 "NPU가 탑재된 SoC 시장이 지난해의 43억 달러에서 오는 2023년에는 343억 달러로 연평균 52% 고성장할 것"이라고 전망했다.

장 부사장은 "NPU와 5G(5세대 이동통신) 기반 SoC나 IT 기기들이 출현하고 반도체의 미래 성장 동력이 될 것으로 생각한다"고 말했다.

황성우 종합기술원 부원장(부사장)은 "삼성은 2012년부터 구루급 AI 대가와 NPU 개발 협력을 추진해왔다"며 "현재 3세대 NPU를 개발하고 있다"고 했다.

황 부사장은 "NPU 기술이 발전한 뉴로모픽 프로세서 기술이 가능해지려면 뇌를 잘 이해하는 것이 중요하다"며 "현재 로직과 메모리가 분리돼 있는데 유기적으로 합쳐지는 것을 상상해볼 수 있다"고 설명했다.

황 부사장은 "2~3년 뒤면 얼굴인식, 화자인식, 감정인식이 가능한 수준의 NPU 개발이 가능할 것"이라며 "2025년에는 자유 대화형 음성비서, 4레벨의 자율주행 등이 가능하며 2030년 이후에는 사람과 같이 행동하는 휴머노이드도 나올 수 있을 것"이라고 말했다.

삼성전자는 NPU 기술을 더욱 발전시켜 사람 두뇌 수준의 정보처리와 인식을 가능하게 하는 뉴로모픽(Neuromorphic) 프로세서 기술로 확대해 나갈 계획이다.

삼성전자의 프리미엄 모바일 어플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스 9(9820)'는 자체적으로 인공지능 연산을 수행할 수 있는 신경망처리장치(NPU)를 탑재해 소비자들에게 더욱 빠르고 역동적인 모바일 경험을 제공한다.
삼성전자의 프리미엄 모바일 어플리케이션 프로세서(AP) '엑시노스 9(9820)'는 자체적으로 인공지능 연산을 수행할 수 있는 신경망처리장치(NPU)를 탑재해 소비자들에게 더욱 빠르고 역동적인 모바일 경험을 제공한다.

삼성전자, 차세대 AI칩으로 '반도체비전 2030' 승부수

'인간의 뇌' 닮은 신경망처리장치…화웨이·애플 등도 개발 경쟁

삼성전자가 18일 시스템반도체 사업 육성 방안의 하나로 내놓은 '신경망처리장치(NPU·Neural Processing Unit)'는 인간의 뇌와 같은 역할을 하는 차세대 반도체다.

몸에서 자극을 받아들여 전달하고, 적절한 판단을 통해 반응 신호를 보내는 사람의 신경계 가운데 '최고사령관'으로 일컬어지는 뇌와 같이 정보를 학습하고 동시에 처리하는 역할을 한다.

특히 스스로 학습하고 판단할 수 있는 인공지능(AI)이 접목되기 때문에 이른바 'AI 칩'이라고도 불린다.

기존에는 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)가 이런 기능을 수행했지만 NPU는 동시다발적인 연산에 최적화된 프로세서로 여러 연산을 실시간으로 처리하는 동시에 축적된 데이터를 기반으로 스스로 학습하는 신개념 기술이다.

구글의 AI 자회사인 '딥마인드'가 개발해 이세돌 9단과 세기의 바둑 대결을 펼쳤던 '알파고'와 같이 스스로 생각하고 학습하는 '딥러닝'에 최적화된 기술로 평가받고 있다.

삼성전자가 지난해 11월 공개한 프리미엄 모바일 AP(애플리케이션 프로세서)인 '엑시노스(Exynos) 9'에도 NPU가 탑재돼 AI 연산 능력이 기존 제품보다 무려 7배나 높아졌다.

또 최근 글로벌 자동차업체인 아우디에 공급한 차세대 인포테인먼트 시스템용 반도체 '엑시노스 오토 V9'에도 NPU가 탑재돼 운전자의 음성과 얼굴, 동작 인식 등의 다양한 데이터를 빠르고 정확하게 처리할 수 있게 했다.

(왼쪽부터) 종합기술원 부원장 황성우 부사장, 시스템 LSI사업부장 강인엽 사장, SOC 개발실장 장덕현 부사장이 NPU 관련 설명을 하고 있다.
(왼쪽부터) 종합기술원 부원장 황성우 부사장, 시스템 LSI사업부장 강인엽 사장, SOC 개발실장 장덕현 부사장이 NPU 관련 설명을 하고 있다.

NPU는 지금까지는 주로 모바일 제품용으로 개발됐지만 앞으로 자율주행, 데이터센터 등으로 적용 분야가 빠르게 확대될 것으로 전망되고 있다.

최근 주요 선진국들이 AI 관련 산업 육성에 나서는 가운데 글로벌 기업들의 NPU 기술 경쟁도 본격화하는 양상이다.

중국 화웨이가 지난해 독일에서 열린 유럽 최대 IT·가전 전시회 'IFA'에서 NPU를 탑재한 모바일 AP '기린 980'을 공개했으며, 미국 애플도 5G폰에 탑재할 칩에 차세대 NPU인 'A11 바이오닉'을 적용할 것으로 알려졌다.

과학기술정보통신부는 지난달 AI 기반의 자율주행차용 반도체 개발 계획을 발표하면서 NPU를 핵심 원천 기술로 소개하기도 했다.

삼성전자가 이날 NPU 사업 육성 방안을 발표한 것은 오는 2030년까지 시스템반도체 분야에서도 글로벌 1위를 달성하겠다는 이른바 '반도체 비전 2030' 전략을 본격화하겠다는 의도로 여겨진다.

AI가 일상화할 경우 NPU 적용 분야가 급격히 확대될 것이라는 판단에 따라 선제적인 투자와 연구개발(R&D)을 통해 기술 주도권을 잡으면서 메모리 사업의 '초격차'를 시스템반도체로 이어간다는 것이다.

회사 관계자는 "최근 대내외적인 악재가 이어지고 있지만 IT 업계의 글로벌 리더로서 기술을 선도해야 한다는 사명감으로 차세대 기술 개발에 적극적으로 나선다는 취지"라고 설명했다.

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