엣지 인공지능 칩 (Edge AI Chip)을 개발한 페블스퀘어 대표이사 배학열 대표와 이충현 박사가 양산에 성공한 웨이퍼를 보여주고 있다 (오른쪽). 기존의 폰 노이만 컴퓨팅 칩 대비 인공지능 칩의 장점(오른쪽 위). 페블스퀘어가 양산에 성공한 엣지 인공지능 칩 MINT(오른쪽 아래). 페블스퀘어 제공
이번에 개발한 초저전력, 고성능 ‘엣지 인공지능 칩’은 메모리기반컴퓨팅 기술을 활용하는 뉴로모픽 반도체 칩이다.
회사에 따르면 기존의 프로세서와 메모리를 분리해 이용하는 폰 노이만 컴퓨팅 구조를 넘어 3세대 뉴로모픽 컴퓨팅 구조인 PIM기반 인공신경망과 빅데이터 기반 초경량 딥러닝 AI학습 모델을 구현하는데 성공했다. 그 결과 고성능·초저전력·초소형 엣지 인공지능 칩을 개발하는 성과를 거뒀다.
미래 반도체 시장은 ‘기억(메모리)과 연산(프로세서)’이 통합된 구조로 인공지능 기술이 핵심으로 부상하면서 새로운 패러다임이 도래했다.
이런 가운데 페블스퀘어의 MINT는 메모리와 프로세서 간 데이터 전송없이 인공신경망 내에서 연산처리가 가능하다. 따라서 데이터 처리시간을 단축하고 전력소모를 최소화하는 등 성능을 극대화했다.
회사 측에 따르면 MINT의 인공신경망은 400만개의 시냅스을 내장해 30GOPS(초당 기가 연산)의 연산 능력을 지원한다. 17.6TOPS/W 에너지 효율을 갖췄으며 페블스퀘어의 자체 AI알고리즘을 위해 고성능 컴퓨팅과 초저전력 동작을 가능하게 한다.
기존의 컴퓨터 시스템(폰 노이만 구조)에서는 데이터가 입력되면 데이터를 순차적으로 처리하기 때문에 정밀하게 작성된 프로그램을 실행하는 데 탁월하다. 반면, 전력소모 한계를 비롯하여 실시간 데이터 처리 및 음성 인식, 이미지 인식 등에서 효율성이 낮다는 문제가 지적돼 왔다.
이번에 페블스퀘어가 자체개발한 MINT는 인간의 뇌 구조를 모방한 인공신경망 형태의 집적회로로 구성돼 있다. 실제로 데이터를 0, 1과 같은 디지털이 아닌 다양한 상태가 점진적으로 변하는 아날로그 동작을 사용한다. 병렬로 구성된 인공 뉴런들은 클럭 동작 없이 이벤트 구동 방식으로 작동되며, 기존의 컴퓨터가 직관적으로 인식하기 어려운 비정형적인 문자, 음성, 영상 등을 효율적으로 처리할 수 있다.
특히, 페블스퀘어의 MINT는 학습된 음성 및 이미지 데이터를 기반으로 네트워크 연결없이 실시간 데이터 처리가 가능하기 때문에 스마트 홈, IoT, 웨어러블 디바이스 등 다양한 분야의 고객들에게 최고의 확장성과 활용성을 제공할 수 있다.
페블스퀘어 관계자는 “페블스퀘어는 엣지 인공지능 칩의 설계 및 공정에 관한 원천기술로 특허출원을 완료했으며, MINT를 시작으로 음성 및 이미지 인식이 강화된 고성능 엣지 인공지능 칩 패밀리를 계속 선보일 예정”이라고 말했다. 이어 “맞춤형 딥러닝 알고리즘 솔루션 제공을 통해 인공지능 반도체 시장을 주도하겠다”고 포부를 밝혔다.
온라인뉴스팀
