▲ 유회준 한국과학기술원 교수.

국내 연구진이 세계최고수준의 모바일 AI칩과 비교해 성능과 에너지 효율이 월등히 높은 인공지능 반도체를 개발했다.

과학기술정보통신부(장관 유영민)는 유회준 한국과학기술원 교수 연구팀이 반도체(팹리스) 스타트업인 유엑스 팩토리와 공동으로 가변 인공신경망등 기술로 딥 러닝(Deep Learning)을 보다 효율적으로 처리하는 인공지능(AI) 반도체를 개발했다고 27일 밝혔다.

모바일에서 인공지능을 구현하기 위해서는 고속 연산을 저전력으로 처리해야 하지만, 현재는 연산 속도가 느리고 전력 소모가 큰 소프트웨어 기술을 활용하고 있어, 인공지능 가속 프로세서 개발이 필수적이다.

에너지 효율을 높이기 위한 인공지능 반도체 개발이 NVIDIA, 구글을 포함한 기업과 스탠포드, MIT등의 학계에서도 이루어지고 있으나, 통합된 코어 구조를 갖는 동시에 완전 가변 가능한 인공신경망을 지원하는 반도체 칩은 개발되지 못했다.

이에 연구팀은 회선 신경망(CNN), 재귀 신경망(RNN)등 다양한 인공 신경망을 하나의 회로 구조로 가속 할 수 있는 반도체 칩 개발해 인공 신경망 내의 무게 정밀도(Weight Precision)을 완전 가변 (1bit~16bit)하는 것이 가능한 회로 구조를 개발했다.

세계 최고 수준 모바일 용 인공지능 반도체 칩과 비교해 회선 신경망과 재귀 신경망의 연산 성능이 각각 1.15배, 13.8배 증가했으며 세계 최고 수준 모바일용 인공지능 반도체 칩과 비교하면 40% 향상된 에너지 효율 달성했다.

또한 연구진은 스마트폰 카메라를 통해 사람의 얼굴 표정을 인식해 행복, 슬픔, 놀람, 공포, 무표정 등 7가지의 감정상태를 자동으로 인식하고 스마트폰 상에 실시간으로 표시하는 감정인식 시스템도 개발했다.

작년 8월 IT 회사들이 개발한 반도체 칩을 발표하는 ‘HotChips’학회에서 초기 버전을 발표하였음에도, 구글의 TPU(Tensor Processing Unit)보다 최대 4배 높은 에너지 효율을 보여 큰 주목을 받은 바 있다.

유회준 교수는 “이번 연구는 모바일에서 인공지능을 구현하기 위해 저전력으로 가속하는 반도체를 개발했다는 점에서 의미가 크며, 향후 물체인식, 감정인식, 동작인식, 자동 번역 등 다양하게 응용될 것으로 기대된다.”라고 연구의 의의를 설명했다.

용홍택 과기정통부 정보통신산업정책관은 “인공지능 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 전 세계적으로 인공지능 반도체 개발을 추진하고 있다”며, “과기정통부도 산업부와 협력하여 인공지능 반도체 기술개발을 위한 대형 사업을 기획하고 있으며, 올해 중 예비타당성 조사를 신청할 계획”이라고 밝혔다.

한편, 연구성과는 과학기술정보통신부 정보통신방송기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며 지난 2월 13일 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표돼 많은 주목을 받았다.