AI 기술 패권, GPU 넘어 메모리 반도체로…한국의 기회 온다¶
원제목: "GPU 중심의 AI 주도권, 한국이 잘하는 메모리 반도체로 옮겨간다" | 한국일보
핵심 요약
- AI 데이터 증가에 따라 연산 능력보다 메모리 효율이 중요해지고 있음.
- 메모리 중심 컴퓨팅으로의 전환은 한국이 강점을 가진 메모리 반도체 분야에 새로운 기회를 제공함.
- 향후 AI 반도체 시장 주도권 확보를 위해서는 HBM을 넘어 PIM, HBF 등의 차세대 기술 개발과 NPU 경쟁력 강화가 필수적임.
상세 내용¶
챗GPT 등장 이후 3년이 지난 지금, 생성형 인공지능(AI)은 우리의 일상과 산업을 빠르게 변화시키고 있습니다. 앞으로 10년 안에 인간 수준의 지능을 갖춘 범용인공지능(AGI)이나 물리적 형태를 갖춘 '피지컬 AI'가 등장할 것으로 예상되며, 이 과정에서 AI가 처리해야 할 데이터 양은 폭발적으로 증가할 것입니다. 따라서 AI의 효율성을 결정하는 핵심 요소로 메모리의 중요성이 더욱 커질 전망입니다.
데이터 처리량이 급증함에 따라, 기존의 그래픽처리장치(GPU)와 같은 연산 반도체만으로는 AI의 성능을 한계에 다다를 수 있습니다. 메모리 용량의 증가뿐만 아니라, 메모리와 GPU가 데이터를 더욱 빠르게 주고받을 수 있는 새로운 구조가 필요하며, 이 과정에서 발생하는 막대한 전력 소모 문제도 해결해야 합니다.
이러한 문제를 해결하기 위한 핵심 기술로 '메모리 중심 컴퓨팅'이 주목받고 있습니다. 서울대 이혁재 교수는 AI 효율성 증대를 위해 메모리와 GPU 간의 거리를 좁히고, 궁극적으로 두 기능을 통합한 새로운 반도체 개발이 필요하며, 이는 메모리 반도체 강국인 한국이 유리한 지점이라고 강조했습니다. 이에 따라 삼성전자와 SK하이닉스는 이미 HBM에 연산 기능을 더한 PIM(Processing-in-Memory) 반도체를 개발 중입니다.
차세대 메모리 기술로는 HBF(High Bandwidth Flash)도 부상하고 있습니다. HBM이 주로 D램을 기반으로 한다면, HBF는 낸드플래시를 활용하여 D램보다 느리지만 훨씬 큰 용량을 제공합니다. KAIST 김정호 교수는 HBF가 HBM보다 10~100배 큰 용량을 제공하며 AI 학습보다는 추론에 더 효과적이라고 설명했습니다. HBF는 HBM과 기술적 기반을 공유하기 때문에 한국 기업들에게 유리하며, SK하이닉스는 HBF 표준 선점을 위해 노력하고 있습니다. 김 교수는 HBM과 HBF를 결합한 HBDF(High Bandwidth Dynamic Flash) 또한 유망한 차세대 모델로 제시했습니다.
하지만 메모리 중심 컴퓨팅으로의 전환은 쉽지 않은 도전입니다. 기존 GPU 중심의 시스템 설계를 엔비디아가 쉽게 내주지 않을 것이라는 전망도 있습니다. 따라서 단순한 기술 개발을 넘어, 이를 활용한 AI 서비스 모델과 전반적인 컴퓨터 아키텍처를 제시해야 주도권을 확보할 수 있습니다. 또한, AI 추론에 특화된 NPU(Neural Processing Unit) 개발에도 집중적인 투자가 필요하며, 정부 차원의 국내 AI 반도체 수요 창출 및 지원 정책이 시급하다는 지적도 나오고 있습니다.
편집자 노트¶
이번 한국일보 기사는 AI 기술의 미래 패권이 GPU 중심에서 메모리 반도체 중심으로 이동하고 있다는 점을 명확히 짚어내며, 이에 대한 한국의 기회와 과제를 분석하고 있습니다. 특히 AI 연산 과정에서 데이터 처리량 증가로 인해 메모리의 중요성이 극대화되고 있으며, 메모리 중심 컴퓨팅이라는 새로운 패러다임이 부상하고 있다는 점은 우리 일반 소비자들이 AI 기술 발전의 방향성을 이해하는 데 매우 중요한 시사점을 제공합니다.
기사에서 언급하는 PIM, HBF, HBDF와 같은 차세대 메모리 기술들은 다소 생소할 수 있지만, 결국 AI가 더 똑똑하고 효율적으로 작동하기 위한 '두뇌'와 '기억력'을 강화하는 기술이라고 이해할 수 있습니다. 한국 기업들이 전통적인 반도체 강점을 바탕으로 이 분야에서 경쟁력을 확보할 수 있다는 점은 고무적입니다. 다만, 단순히 기술 개발에 그치지 않고 이를 바탕으로 한 혁신적인 AI 서비스와 시스템 전체를 아우르는 전략을 제시해야 한다는 지적은, 기술 강국으로서의 책임과 역할을 다시 한번 생각하게 합니다. GPU 시장을 장악하고 있는 엔비디아와의 경쟁에서 승리하기 위해서는 더욱 공격적이고 혁신적인 접근이 필요하다는 점을 강조하며, 한국이 AI 반도체 주도권을 잡기 위한 노력을 다각도로 기울여야 할 때임을 역설하고 있습니다.