GPU, HBM 등 반도체 알지 못하는 사람 탈출위한
반도체 속성 특강(12문 12답으로)
세계는 지금 인공지능(AI) 전쟁 중입니다. AI의 두뇌에 해당하는 반도체 기술역량에 따라 세계경제가 움직이고 있습니다. HBM,CPU,파운드리.'베이스타이'까지 암호같은 용어 탓에반도체를 이해하기가 어렵습니다. '반알못'(반도체를 이해 못하는 사람)을 위해 김정호 KAIST전자.전자 부교수와 SK하이닉스 등 업계의조전문가들의 조언을 들어 15분만 투자해 읽으면 이해할 수있는 12문 12답을 계재했습니다. (출처 : 조선일보 )
1. 반도체는 무엇인가요.?
조건에 따라 전기가 흐르는 도체(導體)가 되기도하고 흐르지않는 부도체(不導體)가 되기도하는 실리콘 같은 물질을 '반(半)도체'라고 부릅니다. 요즈음은 컴퓨터의 핵심 부품을 뜻합니다.
2. 반도체의 종류는 어떻게 나뉘나요?
기능에 따라 크게 메모리(memory) 반도체와 비(非)메모리 로나뉘빈다. 메모리 반도체는 정보저장, 비메모리 반도체는 연산을 담당합니다. 비메모리 반도체는 데이터를 연산처리하는 중앙 처리장치(CPU), 등이 비메모리 반도체입니다. 이중에서 AI기술과 관련해 기억해야할 반도체는 GPU입니다. (그래픽A)
3. GPU가 AI에 왜 중요한가?
애초에 GPU는 '그래픽 처리장치'라는 이름을 걸맞게 게임이나 동영상에서 많이사용하도록 만든 반도체입니다. AI가 등장하기 전까지는 컴퓨터의 부차적 부품이었다고 합니다. GPU는방대한 정보를 따르게 학습하고 능력을 키워가는 AI를 구동하기에 매우 적합한 반도체입니다.
4. GPU는어떤점이 특출난가요.
종전 연산용CPU는 계산의 정확도가 매우 높지만 AI에 쓰기에는 속도가 부족합니다. 반면 GPU는 속도가 매우 빠른 특성이 있습니다. AI로선 GPU가 더 적합하다고 판명이 났습니다.
5. 엔비디아가 GPU에 유일한 강자인가요?
GPU를 가장 잘 만드는 회사는 엔비디아입니다. 지금으로선 최걍자 맞습니다. GPU는 자체개발한 프레밍 언어 '쿠다'가 핵심 기술로 꼽힙니다. 엔비디아는 GPU가이해하기 쉬운 언어인 '쿠다'를 개발했습니다. 이 언어는 이제 AI프로그래머들이 기본언어가 되었습니다. 이제는 '쿠다'없이 AI르로그래밍이 번거로운 상황이 되었습니다. (그래픽B)
6.GPU는 누가 만드나요.
엔비디아는 GPU가 최고의 성능을 낼 수 있도록 설계 즉 디자인을 하는 회사입니다. 엔비디아 같이 공장 없이 반도체를 개발하는 기업을 '팹리스(fabless)'라고 한다. 이런회사,팹리스에서 주문을 받아 반도체를 만드는회사는 '파운드리(foundry)라고 한다. 대만의 TSMC가 대표적인 파운드리이고, 한국의 삼성도 파운드리 사업을 합니다. 삼성전자 와 SK하닉스가 세계메모리 반도체의 70%를 생산하고 있습니다. (그래픽C)
7.메모리 반도체도 중요한가요.
기억을 저장하는 능력이 없다면,머리가 아무리 잘 돌아가더라도 한계가 있겠지요. 한국기업도 AI시대에 맞춰 AI에 적하한 반도체를 만들고 있습니다.
8. HBM은 어디에 쓰이나요.
AI가빠르게 데이터를저장하고 뽑아 쓸 수 있는 반도체 가 HBM입니다. 데이터의 명목현상을 해결해주는 HBM입니다. HBM은민첩한 눈과 손처름 방대한 자료를 빠르게 GPU에 넘겨 줍니다. 그래서 HBM이 들어간 반도체 세트를 'AI가속기'라고 부릅니다. (그래픽D)
9. HBM은 어떻게 빠른 속도를 내나요.
HBM은 핵심메모리 반도체 (D램) 중간중간 일종의 데이터 '도로'(시리콘 관통 전극(TSV)라 부릅니다.)를 만들어 데이터가 빠르게 오가도록 하는 것입니다.
10.HBM은어디까지 발전 했나요.
2013년SK하이닉스가 세계 최초로 개발한 이후 HBM은 발전을 거급해 왔습니다. 특히2020년 '챗GPT'같은 생성형 AI(인간의 언어를 이해하고 응답하는 AI)시대가 도래하자'제역할을 '찾은' HBM이 발전을 거듭하고 있습니다.
11. GPU위에 HBM을 올리면 무엇이 좋아지나요.
HBM4의 '1층'을 통상 베이스 다이(BD)라고 부릅니다. GPU보조적 역할을 담당하는데, 더 발전하면 GPU기능을 수행할 수 있다는 전망도 나옵니다. GPU를 백화점, HBM을 백화점에서 산 물건을 저장하는 아파트에 비유하면 HBM4 는 필요한상가를 1층애 모아놓은 주상복합 건물과 비슷하다고 할 수 있습니다. (그래픽E)
12. AI시대는 한국 반도체 기업들에 기회인가요.
AI반도체 시장에서 HBM 이 중요해진 현대상황은 메모리반도체 강자인 한국 기업들에게는 반가운 일입니다. 한지만HBM을 처음 개발한 SK 하이닉스도 마냥 웃을 수만은 없는 실정입니다. 연산능령력까지갖춘 HBM4용 베이스 다이를 SK하이닉스 혼자서는 만들 수 없기 때문입니다. (조선일보 조성호 기자님의 글내용을 캡쳐했습니다.)
이상으로 신문에 계재된 내용을 발췌 했습니다만 좀더 깊은 지식을 얻을려면 전문서적, 논문을 참고하시기 바랍니다.