스크랩 AI·자율주행차에 GPU 탑재되며 급성장 30억달러 들여 성능 6~12배 높인 신제품 출시

[아메리카노]

AI·자율주행차에 GPU 탑재되며 급성장 30억달러 들여 성능 6~12배 높인 신제품 출시

엔비디아(Nvidia)가 급격히 성장함에 따라 GPU도 업계의 화두로 떠올랐다. GPU가 CPU로는 해결하기 어려운 대용량 데이터를 처리할 수 있게 되면서 실적이 급상승했다.
젠슨 황 엔비디아 CEO는 "항상 30일 뒤 파산할 것이라고 생각하며 사업을 한다"고 말했다.

• EconomyChosun,
• 장시형 부장대우

입력 : 2017.09.23 05:20

인공지능(AI) 분야가 반도체 업계의 화두로 떠오른 것은 엔비디아(Nvidia)가 지난해 폭풍 성장을 한 것이 계기였다. 엔비디아는 지난해 매출액 69억1000만달러, 영업이익은 19억3400만달러를 기록했다. 2015년보다 매출액은 37.9%, 영업이익은 158.9% 급증했다. 이는 주력제품인 그래픽처리장치(GPU)가 AI 시스템 등에 장착되면서 불티난 듯 팔렸기 때문이다.

올해 1월 미국 라스베이거스에서 열린 CES(소비자 가전 박람회)에서 엔비디아와 메르세데스-벤츠는 인공지능(AI) 자율주행차 기술과 관련한 파트너십을 맺었다. /엔비디아

엔비디아의 지난해 전체 매출액 중 게임용 GPU가 59%, 데이터센터용 제품이 12%, 자율주행차용 제품이 7%를 차지하고 있다. 게임용 GPU 매출액이 전년보다 44% 늘었지만 데이터센터용 GPU는 145% 늘어 증가 폭이 더 크다.

반도체 시장조사업체 IC인사이츠에 따르면 엔비디아는 지난해 세계 반도체 기업 중 매출액 16위를 기록했다. GPU의 용도가 컴퓨터 화상 처리에서 연산처리 고속화로 넓어지면서 엔비디아의 사업 영역도 게임에서 고성능 컴퓨터·AI·자율주행으로 확대됐고, 실적도 빠르게 성장하고 있다.

테슬라·벤츠·아우디 등 엔비디아 시스템 활용

10년 전만 해도 엔비디아에 대한 관심은 이렇게 많지 않았다. 엔비디아의 GPU는 주로 게임이나 동영상 편집 등 멀티미디어 작업에서 그래픽을 빨리 처리하기 위해 CPU를 보조하는 부품이다.

엔비디아의 실적은
2014년까지
제자리걸음 수준이었다.

그러다 2015년 이후
실적이 급성장하기 시작했다.

GPU가 AI와 자율주행차에
널리 쓰이기 시작한 덕분이다.

그랬던 GPU가 AI의 총아로 떠오른 것은 2010년부터다. AI 분야 석학인 앤드루 응 스탠퍼드대 교수가 12개의 GPU가 무려 2000개의 중앙처리장치(CPU)에 맞먹는 딥러닝 성능을 발휘한다는 사실을 발견한 것이다. 딥러닝은 인간 신경망을 본뜬 기계학습(머신 러닝)의 일종으로 컴퓨터가 스스로 문제 해결 방법을 찾아내는 기술이다. 이렇듯 GPU가 AI에 강한 것은 방대한 양의 정보를 한꺼번에 처리할 수 있기 때문이다. 엔비디아는 지속적으로 GPU를 AI에 맞춰 개발하기 시작했고, 지난 3년간 50배 이상 성능을 높였다.

지난 10일에는 현존하는 GPU 중 가장 뛰어난 성능을 가진 것으로 평가받는 '테슬라 볼타(V)100'을 내놨다. 기존 GPU를 쓸 때보다 AI 시스템의 속도가 6~12배 정도 빨라진다. 엔비디아는 이 제품을 개발하는 데만 30억달러(약 3조4000억원)를 투자했다.

엔비디아의 GPU는 AI뿐만 아니라 자율주행차에도 탑재된다. 자율주행차는 카메라와 센서 등을 이용해 지속적으로 주변 상황에 관한 정보를 수집하고, 많은 양의 데이터를 빠르게 분석해 판단을 내려야 한다. 가령 어린이가 갑자기 도로로 뛰어들거나, 앞서가던 차량이 급정거하는 등 다양한 조건을 프로그램으로 처리해야 하는 식이다.

엔비디아는 약 10년 전부터 자율주행 관련 소프트웨어와 기술을 개발해 왔다. 현재 테슬라의 모든 자율주행차에 엔비디아의 GPU가 탑재됐으며, 벤츠·아우디·볼보·도요타자동차가 엔비디아가 개발한 AI 시스템을 활용해 자율주행차를 만들고 있다.

2015년 이후 실적 급성장

엔비디아는 1993년 현재 최고경영자(CEO)인 젠슨 황(黃仁勳) 등 3명이 설립했다. 대만에서 태어난 젠슨 황은 미국에 건너간 뒤 반도체 업체 AMD 등에서 마이크로프로세서 설계자로 일했다. 그는 컴퓨터 시장이 급격히 커지자 엔비디아를 설립했다. 설립 초기엔 인텔처럼 CPU를 설계했다. 인텔을 넘어설 수 없다는 판단에 틈새시장인 GPU 시장 개척에 나섰다.

엔비디아가 개발한 GPU가 등장하기 전 그래픽은 컴퓨터의 두뇌인 CPU가 처리했다. 엔비디아의 GPU는 많은 연산을 동시에 처리할 수 있도록 설계됐다. GPU가 발전하자 연산능력만 따지면 CPU보다 더 뛰어난 성능을 갖게 됐다.

GPU를 개발한 후 엔비디아는 급성장했다. 하지만 GPU를 탑재한 PC용 그래픽카드 가격 경쟁이 치열해지면서 실적이 하락했고 스마트폰 시장에 진출했으나 여의치 않았다. 황 CEO는  게임이 아닌 다른 분야에 진출하기 위해 반도체, 관련 소프트웨어, 개발 환경까지 한꺼번에 제공하는 생태계를 구축했다.

엔비디아는 2006년 '쿠다(CUDA)'를 개발하면서 수퍼컴퓨터 등 고성능 컴퓨터 시장에 진입했다. 쿠다는 GPU를 활용한 컴퓨팅 기술로 CPU로는 해결하기 어려운 대용량 데이터를 처리할 수 있다. 게임의 3D 그래픽 연산 처리를 위해 등장한 GPU가 방대한 데이터를 처리하는 차세대 컴퓨팅 기술로 거듭난 것이다.

하지만 2014년까지 제자리걸음 수준이 엔비디아의 실적은 2015년 이후 실적이 급성장하기 시작했다. GPU가 AI와 자율주행차에 널리 쓰이기 시작한 덕분이다. AI 연구자들은 연산능력이 뛰어나고 CPU보다 상대적으로 저렴한 칩을 찾기 시작했고, 그것이 바로 엔비디아의 시스템이었다. 쿠다는 AI 분야에서 실질적인 표준이 됐고, 아마존·IBM·마이크로소프트·SAP(독일의 소프트웨어 회사)·화낙(일본의 로봇 업체) 등 다양한 분야의 기업이 쓰고 있다.

젠슨 황 엔비디아 CEO
"실패가 두려운 게 아니라 안일한 만족이 더 두렵다"

젠슨 황 엔비디아 CEO.

엔비디아 공동 창업자이자 최고경영자(CEO)인 젠슨 황은 대만계 미국인이다. 1963년 대만에서 출생한 그는 어릴 때 아버지를 따라 미국으로 이주해 켄터키주에 정착했다. 아버지는 원래 화학 과학자였고 어머니는 영어 교사였다.

미국 오리건주립대(전기공학 전공)를 나와 스탠퍼드대학원 재학 시절인 1993년 커티스 프리엠, 크리스 말라초스키와 공동으로 엔비디아를 창업했다. 창업 전에는 LSI로직, AMD에서 개발자로 일했다. 창업 이후 젠슨 황은 엔비디아의 회장 겸 CEO를 줄곧 맡고 있다. 그는 신제품 출시 행사에서 검은색 셔츠에 청바지 차림으로 오르는 것으로 유명하다.

첫 번째 내놓은 'NV1'이 실패하는 등 여러 차례 회사 문을 닫을 뻔했다. 하지만 1997년 출시한 'NV3'로 성공의 발판을 마련해 1999년에 GPU 업계 최강자 자리에 올랐다. 그는 "항상 30일 뒤 파산할 것이라고 생각하며 사업을 한다"고 말한다. 실패가 두려워서가 아니라 안일한 만족이 두렵다는 의미다.

직원과의 소통도 중요하게 생각한다. 그는 한 언론과의 인터뷰에서 "직원은 최신 정보를 얻을 수 있는 창구이자 배움의 원천"이라고 말했다. 1999년 주식시장에 상장된 뒤 엔비디아의 모든 직원은 회사에 입사하자마자 회사 주식을 받는다. 모든 직원에게 주인의식을 부여하기 위해서다. 그는 2012년 미국 이민자 경영자 명예의 전당에 올랐으며, '하버드 비즈니스 리뷰'가 세계 100대 베스트 CEO에 선정하기도 했다.

CPU 처리능력의 25배...화웨이, 인공지능 모바일칩 공개

모바일 칩세트 '기린 970' 공개…"온-디바이스 인공지능의 시작"
프리미엄폰 메이트10 다음달 16일 공개 예정 

입력: 2017-09-03 10:03

삼성전자와 애플에 이어 세계 3위의 스마트폰업체인 중국의 화웨이가 세계 최초로 인공지능(AI)용 연산장치가 내장된 고성능 모바일 칩세트 '기린 970'을 공개하며 AI 스마트폰 시대의 새로운 장을 열겠다고 선언했다.
 
화웨이는 다음달에 이 칩세트가 탑재된 프리미엄폰을 공개한다고 예고했다. 

화웨이의 리처드 유 컨슈머비즈니스그룹 최고경영자(CEO)는 2일(현지시간) 독일 베를린에서 열린 유럽 최대 가전 전시회 'IFA 2017'에서 이런 내용을 밝혔다.
 
기린 970은 전세계 스마트폰용 칩셋 중 최초로 AI에 필요한 신경망 연산 전용 프로세서인 NPU(Neural Network Processing Unit)를 적용했다. NPU는 CPU보다 처리 능력은 25배, 에너지 효율은 50배 뛰어나다는 게 화웨이의 설명이다. 

모바일 칩셋에 NPU를 넣는다는 아이디어는 2015년 말 나온 퀄컴의 스냅드래곤 820이 설계될 당시 검토된 적이 있었으나 실현은 되지 않았다. 

화웨이의 설명에 따르면 기린 970에 포함된 NPU는 사진 1천장을 인식하는 데 배터리 소모율이 0.19%에 불과하고, 1분 동안 2천장의 이미지를 인식한다. 

이는 아이폰과 갤럭시 등 경쟁사 제품의 칩보다 5배 빠른 속도라고 화웨이는 전했다.

NPU를 탑재한 기린 970은 손톱만한 크기에 55억개의 트랜지스터를 갖췄고, TSMC의 10나노미터 공정으로 만들어져 전작 기린 960보다 에너지 효율은 50%, 처리 능력은 20% 향상됐다.

옥타코어 CPU와 12코어 GPU, 듀얼 ISP(Image Signal Processor)를 적용해 반응 시간을 줄였고, 저조도에서도 선명한 촬영이 가능하게 했다. 

아울러 세계 최초로 1.2Gbps Cat. 18 모뎀을 적용해 전작(600Mbps)보다 전송 속도를 두 배로 늘렸다. 여기에 최신 네트워크 기술인 4X4 MIMO, 256쾀(QAM), 3밴드 캐리어(CC)를 결합해 4.5G LTE 통신을 지원한다. 

화웨이는 기린 970을 내달 16일 독일 뮌헨에서 공개하는 프리미엄폰 메이트10에 탑재할 계획이다.

리처드 유 CEO는 "기린 970는 세계 최초의 스마트폰 AI 컴퓨팅 플랫폼이자 완벽한 '온-디바이스 인공지능 솔루션(On-Device AI Solution)'"이라며 "스마트폰에 AI 컴퓨팅을 도입하면 CPU와 GPU로는 힘들었던 실시간 이미지 처리와 저전력 증강현실, 정확한 언어 인식 등이 가능하다"고 강조했다.

그는 "개방형 AI 생태계 구축을 위해 외부 개발자에도 개발 도구를 제공할 방침"이라며 "앞으로 (기린 970의) AI 컴퓨팅 플랫폼을 이용한 모바일 애플리케이션이 더 많이 나올 것"이라고 기대했다.

화웨이의 AI 서비스는 기기 자체에서 돌아가는 '온 디바이스' 방식과 클라우드 기반 방식이 결합된 방식으로 이뤄진다. 

기린 970에는 스마트폰 시장에서 애플과 삼성전자[005930]의 아성에 도전하겠다는 화웨이의 야심 찬 목표가 담겼다.  

화웨이는 이를 의식한 듯 이날 행사장에서 애플 아이폰7과 삼성 갤럭시S8 등 경쟁작과 직접적인 비교도 주저하지 않았다. 기린 970의 이미지 처리 성능을 강조하며 갤럭시S8로 찍은, 흔들리는 사진과 나란히 비교하기도 했다.  

리처드 유 CEO는 여러 차례 '세계 최초' '최고'를 언급하며 자신감을 드러냈다. 행사장 내부는 좌석은 물론 뒷공간까지 관람객들로 빼곡히 들어차 화웨이의 행보에 대한 업계의 관심을 보여줬다.

화웨이의 신작 발표로 AI 시장에서 '차이나 파워'는 한층 확대될 것으로 예상된다.

이미 바이두와 알리바바 등 대표 기업들이 앞다퉈 AI 연구를 확대하고 있고, 중국 국무원은 지난 7월 2030년까지 AI 기술 선도를 목표로 '차세대 인공지능 발전 규획'을 마련해 발표했다.