딥러닝에 소요되는 전력을 줄이고 연산 속도를 높인 인공지능(AI) 반도체가 개발됐다. 상대적으로 배터리 용량이 적은 모바일 기기에서도 AI 구현이 쉬워질 전망이다.
세계 최고 수준의 모바일용 AI 칩과 비교해 성능과 에너지효율이 월등히 높다는 것이 연구진의 설명이다.
과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 전기전자공학과 유회준 교수 연구팀이 팹리스(반도체를 직접 제조하지는 않고 설계와 판매만 하는 것) 스타트업 '유엑스 팩토리'와 공동으로 이런 반도체를 개발했다고 26일 밝혔다.
유회준 카이스트 교수
모바일에서 딥러닝을 구현하려면 '저전력'이 뒷받침돼야 한다. 그렇지 않으면 한꺼번에 많은 정보를 처리하면서 발생하는 발열로 인해 배터리 폭발 등의 사고가 일어날 수 있기 때문이다.
연구팀은 에너지 효율이 높은 '가변 인공신경망' 기술을 개발하는데 집중했다. 가변 인공신경망은 반도체 내부에서 인공신경망의 정밀도를 조절해 에너지효율과 정확도를 조절하는 기술이다.
그 결과 연구팀은 '저전력'으로 구동할 수 있는 '인공지능 반도체'를 개발하는데 성공했다. 이 반도체는 297밀리와트(mW)에서 구동한다. 이는 구글의 티피유(TPU·Tensor Processing Unit)보다 에너지효율이 최대 4배 높고, 삼성 '갤럭시S6'보다 90배가량 에너지효율이 높다.
연구팀은 또 스마트폰 카메라를 통해 사람의 얼굴 표정을 인식해 행복, 슬픔, 놀람, 공포, 무표정 등 7가지의 감정상태를 파악하고 스마트폰 상에 실시간으로 표시하는 감정인식 시스템도 개발했다.
이 연구는 지난 13일 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐다. 작년 8월 미국 전기전자공학회(IEEE) 산하 핫칩스(HotChips) 학회에서는 구글 텐서프로세싱유닛(TPU)의 최대 4배에 이르는 에너지 효율로 주목받은 바 있다.
유회준 교수는 "이번 연구는 모바일에서 AI를 구현하기 위해 저전력으로 가속하는 반도체를 개발했다는 점에서 의미가 크며, 향후 물체인식, 감정인식, 동작인식, 자동 번역 등 다양하게 응용될 것으로 기대된다"고 설명했다.
과기정통부 용홍택 정보통신산업정책관은 "AI 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 전 세계적으로 AI 반도체 개발을 추진하고 있다"며 "과기정통부도 산업통상자원부와 협력해 AI 반도체 기술개발을 위한 대형 사업을 기획하고 있으며, 올해 중 예비타당성 조사를 신청할 계획"이라고 밝혔다.
이 연구는 과기정통부 정보통신방송기술개발사업의 지원을 받았다.