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ETRI, 초당 5천 조 연산하는 AI 시스템 공개

자율주행차, 클라우드, 데이터센터 등 대규모 AI 서비스 활용 기대

인공지능(AI) 기술의 도입이 확대되면서 정교한 대규모 연산 처리의 필요성이 높아지고 있다. 이에 따라 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체가 차세대 AI 두뇌로 떠오르고 있다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 지난해 NPU 기반 AI 반도체 칩 AB9(알데바란9)을 공개한 데 이어 올해 AB9 기반 보드와 AI 시스템을 개발하는 데 성공했고, 이 칩을 기반으로 낮은 전력으로 초당 약 5천조 회 연산이 가능한 시스템을 개발했다고 밝혔다.

연구진에 따르면, 개발한 NPU 보드 ‘ABrain-S’는 AB9을 기반으로 독자적인 설계를 이뤄 부피가 작으면서도 전력 소모가 낮다. 또한 인공지능 알고리즘 처리를 위해 입출력 데이터를 16GB까지 저장할 수 있는 메모리와 데이터 이동 속도를 빠르게 하기 위한 인터페이스도 적용했다.
ETRI, 초당 5천 조 연산하는 AI 시스템 공개 - 산업종합저널 전자
ETRI이 개발한 NPU보드가 서버노드에 집약되어 있는 모습이다. (자료=ETRI)

AB9이 내장된 NPU 보드는 한 서버 노드에 최대 20개씩 장착 가능하다. AB9은 동전 크기의 작은 면적에 초당 40조 회 연산 성능을 내면서도 전력 소모가 15W 수준이다.

이를 바탕으로 ETRI는 서버 노드 8개를 쌓아 랙 서버(Rack Server) 형태로 구성한 인공지능 시스템, 아트브레인(ArtBrain-K)을 만들었다. 개발한 시스템은 최대 5페타플롭스(PetaFLOPS) 성능을 발휘한다고 밝혔다.

연구진은 개발한 시스템이 서버 1개당 1초에 약 5천조 회 연산이 가능한 셈이라며, 기존 GPU 기반 인공지능 서버 대비 약 4배의 연산 성능과 7배의 전력효율이라고 소개했다.

ETRI 한진호 인공지능프로세서연구실장은 AI 반도체 자체 개발로 비메모리 반도체 분야 원천기술을 보유하고 있다며, AI 반도체를 탑재한 NPU 보드와 NPU 서버시스템 및 관련 SW까지 개발해 우리가 개발한 기술의 경쟁력을 높이는 데 성공했다고 강조했다.

현재 이 기술은 반도체 기업 및 AI 하드웨어 기업 등에 기술을 이전해 공항 자동 출입국 시스템에 적용해 얼굴인식 및 출입국 보안에 활용하고 있다.

향후 연구진은 이 기술을 고도화해 더 높은 성능을 지닌 서버시스템을 구축할 예정이며, 딥러닝이 적용되는 AI 분야 부품의 국산화를 위한 지원도 진행할 계획이다.


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