인간 두뇌 모방한 ‘뉴로모픽 칩(Neuromorphic Chip)’, 국내서 최초 양산한다

최태우 / 기사승인 : 2017-05-24 08:37:31
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네패스, GV ‘뉴로멤(NeuroMem)’ 아키텍처 기반 ‘뉴로모픽 칩’ 내달 양산 돌입

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 반도체 패키징·테스팅 기업 ‘네패스’가 인공지능(AI) 칩 시장에 도전장을 내밀었다. 인간의 뇌를 모방한 뉴로모픽 칩(Neuromorphic Chip)을 6월 중 양산에 돌입, 관련 시장에서의 입지를 다지겠다는 각오다.


뉴로모픽이란 인간의 뇌 신경구조를 모방하는 기술을 말한다. 뉴로멤(NeuroMem)은 이를 기반으로 하는 반도체 설계기술을 뜻한다.


구글의 AI 컴퓨터 ‘알파고(AlphaGo)’와 같이 수백개의 CPU, GPU를 기반으로 높은 컴퓨팅 파워가 요구되는 시스템과 달리 인간의 뇌를 모방한 뉴런을 반도체 칩에 집적한 점이 특징이다. 저전력·소형화가 가능하면서도 사람의 뇌와 같은 고속·병렬연산 처리가 가능하다.


순차적으로 처리하는 CPU와 달리 인간의 뇌를 모방한 뉴런을 병렬로 구성해 적은 전력으로도 확장성이 뛰어나고 학습 능력이 뛰어나다. 데이터양과 상관없이 일정한 연산 퍼포먼스를 제공하는 점이 강점이다.


인간의 뇌를 모방한 반도체 설계개념이 최근에서야 새롭게 나온 것은 아니다. 1993년 IBM에서 최초의 뉴로모픽 아키텍처인 ZISC36을 발표한 바 있다.


IBM이 2001년 팹(PAB) 사업 부문을 줄이기 시작하면서 당시 IBM의 엔지니어 출신인 가이 페일럿(Guy Paillet)이 제너럴비전(General Vision, GV)을 설립, 관련 기술 개발에 나서고 있다. 제너럴비전은 뉴로모픽 설계 기술 부분에서 최고 기업으로 평가받고 있다.


네패스는 지난해 8월 GV와 기술협약을 맺고 뉴로모픽 칩 개발에 나설 것을 발표했다. 협약을 통해 GV로부터 뉴로모픽 핵심 기술교육과 제품 개발과 관련된 내용을 전수받으며 반도체 개발과 생산, 영업 및 마케팅을 전세계 독점으로 맡게 됐다.


내달 양산에 들어갈 뉴로모픽 칩(모델명: NeuroMem 500, NM500)에는 576개의 뉴런을 탑재한 뉴로멤 아키텍처 기반으로 설계됐다. 110나노(nm) 공정으로 생산은 동부하이텍이, 패키징은 네패스에서 진행한다.


네패스의 NM500이 주목받는 이유는 국내 최초의 ‘뉴로모픽 칩 양산’에 기인한다. GV가 2007년 CM1K(Cognitive Memory 1000) 뉴로모픽 칩을 최초 선보인 이래 파일럿 제품 출시를 포함, 상용화를 위한 칩 양산은 네패스가 최초다.


저전력 기반의 고성능·소형화를 특징으로 자율주행차와 지능형 센서 프로세싱, 로봇과 안면인식 분야 등 다양한 산업 애플리케이션에 적용 가능해 활용성이 무궁무진하다. 병렬처리에 최적화돼, 이론상 수십 수백개의 칩을 병렬 시스템으로 구성하면 전력소모 대비 최적의 퍼포먼스를 제공할 수 있어 엔터프라이즈 솔루션에도 적용이 가능한 셈이다.


제조 산업군에도 적용 가능하다. 각각의 노드(Node)에 적용하면 뛰어난 학습 능력을 바탕으로 불필요한 코딩작업 없이도 작업 효율성을 높일 수 있다. 같은 예로 로봇 애플리케이션에 적용하게 되면 상황별로 해결책을 찾도록 코딩된 기존의 애플리케이션과 달리 다운타임을 줄일 수 있다.


회사 측은 내달 파일럿 양산을 시작으로 다양한 레퍼런스 구축에도 적극 나선다는 계획이다. 설계 기술에서 리더십을 확보한 GV와 함께 조만간 합작투자(Joint Venture)를 설립하고 관련 시장에서의 리더십 강화에 적극 나설 계획이다.



◆아래는 최기원 네패스 FI사업부 이사와 일문일답


Q. 패키징 회사가 칩 사업에 뛰어든 점은 생소하다
A. 작년에 인공지능(AI) 사업부가 신설됐다. 새로운 먹거리 창출을 위한 회사 측 의지가 반영됐다. FI(Future Intelligence) 사업부는 연장선상에 있는 것이라고 보면 된다.



Q. 제너럴비전(GV)과는 어떻게 사업을 추진하게 됐는가
A. 작년 구글의 알파고와 이세돌 9단의 대결로 떠오른 AI가 IT 키워드로 자리한 건 부정할 수 없다. 허나 AI라고하면 클라우드 기반의 높은 컴퓨팅 파워를 요하는 DNN(Deep Neural Network)만을 떠올린다. 데이터 분석, 소프트웨어(코딩) 기반의 AI다.


뉴로모픽 칩은 사람의 뇌를 모방한 반도체다. 빠르고 전력소모가 적다. 분석 기반(네트워크 기반의 DNN 구조)의 AI 구현이 아닌 단일 칩 안에서의 AI 구현도 가능한 셈이다. 네패스는 반도체 패키징·테스트 전문 기업이다. GV는 뉴로멤 아키텍처 분야에서는 전세계 최고 기업이다. 각각의 전문분야가 뚜렷한 양 기업의 요구조건이 잘 맞아 떨어진 셈이다.



최기원 네패스 FI사업부 이사

Q. 타겟 산업군이 있다면
A. 코어(Core) 기반의 연산을 목적으로 하는 소자와 달리 인간 신경계를 모방한 반도체 설계 기반의 칩으로 전력 대비 퍼포먼스가 높다. 학습 능력이 뛰어나 직접 어렵게 코딩할 필요도 없다. 파워포인트 정도만 다룰 수 있어도 손쉽게 프로그래밍(Knowledge Builder) 할 수 있도록 프로그램도 개발 중이다.


적용 산업군은 무궁무진하다. 골프·야구·테니스 선수가 정확한 자세 교정을 지도하는 스마트밴드 타입의 웨어러블 애플리케이션에도 적용할 수 있으며 프로그래밍된 경로에 따라 움직이는 로봇청소기와 같은 스마트 가전제품에도 적용할 수 있다. 작업 효율성을 최우선으로 하는 제조 산업군, 첨단운전자보조시스템(ADAS)이나 레이더·라이다에서 수집된 정보를 정확히 처리해야 하는 스마트카 산업군에도 적용 가능하다.



Q. 분야 자체가 아직은 생소하다. 관련 시장은 언제 열릴 것으로 예상하는가
A. 글로벌 리서치 회사에서 발행되는 보고서를 보면 보통 10년 전후로 본다. 허나 의외로 시장이 빨리 열릴 것으로 기대하고 있다. 좀 더 스마트하고 지능화된 기존 시스템온칩(SoC) 개념과 달리 차세대 반도체 칩으로 주목받고 있기 때문이다. 또 산업에서 요구되는 니즈(저전력·고성능·소형화)를 모두 충족하고 있어 멀지않아 시장이 열릴 것으로 기대하고 있다.


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