[현장+] 삼성전자, 독자 NPU로 시스템반도체 1위 도전

 
 
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강인엽 삼성전자 시스템 LSI사업부장이 NPU 전략을 소개하고 있다. /사진=채성오 기자
삼성전자가 인공지능(AI)시대를 선도할 핵심기술로 NPU(신경망처리장치)를 선정하고 본격적인 사업 육성에 나선다. NPU는 뇌처럼 정보를 학습하고 처리하는 프로세서로 AI가 접목될 경우 대규모 연산을 빠르고 효율적으로 처리한다.

18일 삼성전자는 중구 태평로빌딩에서 NPU 전략설명회를 진행했다. 이 자리에는 강인엽 삼성전자 시스템 LSI사업부장(사장), 황성우 삼성전자 종합기술원 부원장(부사장), 장덕현 삼성전자 시스템LSI 사업부 SOC 개발실장(부사장)이 참석했다.

◆NPU 인프라, 어떻게 구축했나

딥러닝 알고리즘은 수천 개 이상의 연산을 동시에 처리하는 병렬 컴퓨팅 기술이 요구된다. AI 알고리즘의 발달로 컴퓨터를 사람처럼 훈련시켜 시·청각 인지 능력을 갖는 수준까지 끌어올릴 수 있다. 이런 알고리즘은 CPU만으로 구동이 어려운데 NPU의 경우 대규모 병렬 연산을 효율적으로 처리할 수 있다.

특히 모바일 분야에서는 ‘온 디바이스(On-Device) AI’가 고도화하면서 개인정보 보호, 빠른 응답속도, 네트워크 없는 환경 구동, 저전력·저비용 등의 요건이 필수로 꼽힌다. 온 디바이스 AI는 클라우드 서버와 데이터를 주고받으며 수행하던 연산 작업을 모바일 기기가 자체적으로 진행하는 시스템이다.

황성우 삼성전자 종합기술원 부원장이 NPU 기술을 설명하는 모습. /사진=채성오 기자
삼성전자는 NPU 기술 역량을 강화하기 위해 시스템 LSI사업부와 종합기술원에서 선행 연구 및 제품 개발을 진행중이다. 2012년 Guru급 AI 대가와 협력 발굴을 추진한 삼성전자는 2016년 기술원과 LSI사업부를 통해 NPU 전담조직을 결성했다.

지난해 첫 결과물로 모바일 시스템 온 칩(SoC) 안에 독자 NPU를 탑재한 ‘엑시노스9’(9820)을 선보였다. 1세대 NPU를 개발한 삼성전자는 올 들어 2세대 및 전장용 NPU에 이어 3세대 개발에 집중하고 있다.

황성우 종합기술원 부원장은 “NPU는 앞으로 발전하면 초대 규모의 추론과 학습을 위한 컴퓨팅 플랫폼에 기여할 수 있다”며 “2030년까지 NPU를 고도화시킨 뉴로모픽 프로세서로 발전시켜 사람 두뇌 수준의 정보처리와 인식 구현을 진행할 것”이라고 말했다.

◆인력·기술개발·응용처 확대로 경쟁력 강화

삼성전자는 세계 최고 성능의 NPU를 확보하기 위해 ‘NPU 2030’ 프로젝트에 돌입했다. 이날 현장에서 강인엽 시스템 LSI사업부장은 “NPU는 AI알고리즘에 최적화한 프로세싱 유닛”이라며 “삼성전자는 2030년까지 인력 확보, 응용처 확대, 차세대 기술 개발 등으로 세계 최고성능의 NPU를 확보한 후 관련 시장을 선도할 계획”이라고 밝혔다.

NPU 관련 인력은 아키텍처, 설계, 검증을 담당하는 하드웨어 분야 비중을 30%로 설정하는 한편 알고리즘, 펌웨어, 컴파일러, 프레임워크 전문성을 지닌 인력을 70%로 구성할 계획이다. 이를 위해 오는 2030년까지 NPU 분야 인력을 2000명 규모로 확대할 것이라고 설명했다.

삼성전자는 독자 NPU를 통한 기술개발로 클라우드부터 단말까지 전체 컴퓨팅 생태계 이해에 바탕을 둔 기획과 반도체 구조설계를 구축해 응용처를 확대한다.

장덕현 시스템LSI 사업부 SOC 개발실장(부사장). /사진=채성오 기자
딥러닝 알고리즘의 고도화를 통해 경량화 작업을 진행하는 한편 미세공정 파운드리 기술로 활용할 계획이다. 반도체 분야에서는 메모리와 연산기 로직회로와의 효과적 결합은 물론 첨단, 공정, 회로 설계, 패키징, 알고리즘, 소프트웨어 역량 융합 등을 기대할 수 있다.

향후 삼성전자는 모바일, 전장, 데이터센터, IoT 등까지 IT 전분야로 NPU 탑재를 확대할 계획이다. 모바일용 플래그십 SoC 제품부터 순차적으로 NPU를 탑재하며 인포테인먼트 시스템, 첨단 운전자 보조시스템(ADAS) 등 차량용 SoC 제품도 개발하고 있다.

장덕현 시스템LSI 사업부 SOC 개발실장은 “NPU를 탑재한 SoC 시장전망은 지난해 43억달러 규모에서 2023년 343억달러까지 성장할 전망”이라며 “스마트폰은 물론 자동차, 데이터센터, 클라우드, 사물인터넷(IoT) 분야까지 AI 전용 반도체 채용이 확산되고 있다. NPU와 5G 기반 SoC는 시스템 반도체 미래성장의 핵심 동력이 될 것”이라고 말했다.
 

채성오 cso86@mt.co.kr  |  facebook

머니S 채성오 기자입니다

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