인공지능(AI) 반도체는 AI 서비스 구현에 필요한 대규모 연산을 초고속·저전력으로 실행하는 비메모리 반도체다. AI 핵심 두뇌에 해당하며, 효율성 측면에서 특화됐다.
AI 반도체는 AI 연산 실행에 특화한 시스템 반도체를 말한다. 연산 기능을 담당하는 비메모리 프로세서는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 신경망처리장치(NPU), 신소자를 활용해 AI 연산 코어의 집적도와 전력 효율성을 높인 뉴로모픽 칩 등으로 나뉜다. AI에 특화된 NPU와 뉴로모픽 칩이 AI 반도체에 해당한다. 연산과 기억(메모리) 기능을 통합하는 지능형반도체(PIM)도 AI 반도체에 해당한다.
최근 AI 서비스가 생활과 산업 전반에 빠르게 확대하면서 처리해야 하는 데이터의 양이 기하급수로 증가하고 있다. 다수 기업은 GPU를 활용해 AI 데이터센터를 운영하고 있지만 가격이 비싸고 전력 사용이 많아서 운영 비용이 부담이다. AI 반도체는 GPU 대비 성능이 우수하고 가격이 저렴해 데이터 처리 성능을 향상시키면서도 데이터센터 투자 비용을 절감할 것으로 기대된다. 소품종 대량생산을 하는 메모리 반도체와는 달리 AI의 역할에 맞는 반도체를 맞춤형으로 개발해야 해 다품종 소량생산에 특화됐다는 점도 특징이다.
엔비디아, 인텔, 삼성전자 등 반도체 기업은 물론 구글과 SK텔레콤 등 기업도 AI 반도체 시장에 도전하고 있다. 정부는 AI 강국 실현을 위한 AI 반도체 산업 발전 전략을 수립, 대규모 육성에 나서고 있다.
손지혜기자 jh@etnews.com
