정부가 국산 AI반도체를 3단계에 걸쳐 고도화, 세계 최고 수준의 기술을 확보하겠다는 계획을 밝혔다. 지난 9월, 윤석열 대통령의 ‘뉴욕 구상’ 이후 발표된 ‘대한민국 디지털 전략’의 이행 방안이다. 세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI반도체를 개발해 이를 데이터센터에 적용해 국내 클라우드 경쟁력을 강화하고, 국민들에게 향상된 AI 및 클라우드 서비스를 제공하겠다는 것을 목표 삼았다.

이종호 과학기술정보통신부 장관은 12일 주재한 ‘인공지능 반도체 최고위 전략대화’에서 이같은 내용을 골자로 한 ‘국산 인공지능(이하 ‘AI’) 반도체를 활용한 K-클라우드 추진방안’을 발표했다.

추진 방안의 주요 내용은 다음과 같다.

첫째, 국산 AI반도체를 3단계에 걸쳐 고도화, 세계 최고 수준의 기술을 확보한다. 반도체는 클라우드 경쟁력의 근간인 데이터센터의 성능을 결정짓는 핵심적인 요소로, 아마존(AWS) 등 글로벌 클라우드 기업들은 자사 전용 AI반도체를 적극적으로 개발하여 적용 중이라는 것을 배경 삼았다.

세계 최고 수준의 초고속·저전력 국산 AI반도체 개발을 위해서는 기존 AI반도체 사업을 종합하고 체계화해 2023년부터 2030년까지 총 8262억원(예정)을 투자하는 고도화 로드맵을 마련했다.

먼저, 2023년에서 2025년까지 1단계로 현재 상용화 초기 단계에 있는 국산 NPU(Neural Processing Unit, 딥러닝 등 AI 알고리즘에 최적화된 고성능·저전력 프로세서)를 지속적으로 고도화(추론→학습)하고 데이터센터에 적용하여 성공 레퍼런스 확보 및 초기 시장 창출을 지원한다는 계획을 밝혔다.

2단계는 2026년부터 2028까지로 DRAM 기반 상용 PIM(Processing in Memory, 메모리에 프로세서 기능을 추가하여 고성능·저전력 구현)과 국산 NPU를 접합(패키징)해 글로벌 수준의 연산 성능을 저전력으로 구현하기로 했다.

2029년에서 2030까지 3단계에서는 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory)를 활용, 아날로그 MAC(Multiply Accumulate, 딥러닝 등의 AI 추론과 학습과정에서 필요한 고속의 곱셈 누적 연산을 수행하는 계산기) 연산 기반의 NPU·PIM을 개발해 극저전력화를 달성키로 했다.

과기부 측은 이를 통해 “2030년까지 국내 데이터센터 시장의 국산 AI반도체 점유율을 80%까지 확대하고, 국내 AI반도체 기술 수준을 세계 최고 수준으로 향상시킨다는 계획”이라고 밝혔다.

두번째로는 국산 AI반도체를 데이터센터에 적용하기 위한 SW 예타사업을 추진한다.


기존 AI반도체 사업들은 프로세서(HW) 개발을 목표로 진행되고 있어, NPU·PIM 등 단계별로 고도화한 국산 AI반도체를 데이터센터에 적용하기 위해서는 추가적인 SW 개발이 필요하다.

이에 신규 예타사업을 추진해 국산 AI반도체에서 딥러닝 등 AI 알고리즘을 초고속·극저전력으로 실행하는 컴파일러, 라이브러리, AI모델 자동 병렬화 기술 등과, 이를 상용 클라우드에 적용하기 위한 가상머신(VM) 및 컨테이너, 가상 서버 클러스터 기술 등을 개발할 계획이다.

셋째, 단계별로 국산 AI반도체의 데이터센터 적용 및 AI·클라우드 서비스 제공을 추진한다.

AI반도체 고도화 단계별로 이를 데이터센터에 적용하고 클라우드 기반 AI서비스까지 제공하는 실증사업을 함께 추진한다. 내년부터 시작되는 1단계 실증사업으로는 국산 NPU 데이터센터 구축사업(신규)과 기존의 AI·클라우드 서비스 개발 사업을 연계하여 2023년에 428억원(안), 2025년까지 3년간 약 1000억원(잠정)을 투자한다.

과기부 측은 “실증사업에서의 AI·클라우드 서비스는 우선 사회·경제적 파급력과 수요가 높은 4개 분야(안전·보건·교육·국방 등)를 중심으로 추진하고, 이를 바탕으로 성장 가능성이 높은 주요 분야까지 확대할 것”이라고 설명했다.

마지막으로, 산·학·연 협력 강화를 위한 추진체계를 마련한다.

‘K-클라우드’ 추진을 위한 민·관 협업 창구 마련 및 주요 과제 발굴을 위해, ‘국산 AI반도체 기반의 K-클라우드 얼라이언스’를 구성한다. 또한, AI반도체 기업과 대학이 협력하여 교육과정을 개발하는 ‘AI반도체 대학원’을 신설, 현장에서 요구되는 설계역량을 갖춘 최고급 인재를 양성한다(’23년∼, 3개교 신설).

2·3단계 PIM 고도화·실증을 위한 메모리 반도체 대기업과 산·학·연 간 기술 연계 등을 위해 ‘PIM HUB(설계연구센터, KAIST)’의 역할을 강화하고, 관련 분야(AI반도체·클라우드·AI 등) 협업 강화를 위해 연구개발 지원기관인 한국전자통신연구원(ETRI)과 정보통신기획평가원(IITP) 조직을 강화한다.

이종호 과기정통부 장관은 “우리나라는 메모리 반도체 분야에서 세계 최고 수준의 경쟁력을 가지고 있으며, 이러한 기술력을 바탕으로 AI 시대의 핵심 기반 기술이자 반도체 산업의 새로운 성장 동력이 될 AI반도체를 세계 최고 수준으로 육성할 수 있다”며, “‘K-클라우드’ 프로젝트를 통해 국내 AI반도체 및 클라우드 경쟁력을 높여 국민들이 보다 좋은 AI 서비스를 제공받을 수 있도록 산·학·연이 힘을 모으겠다”고 밝혔다.

글. 바이라인네트워크
<남혜현 기자> smilla@byline.network


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