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모든 기기에 AI를 추가하는 칩을 원하는 중국

China wants to make the chips that will add AI to any gadget

2018-01-25

베이징 청화대에 설치된 한 컴퓨터 칩이 인근의 카메라에서 들어온 데이터를 처리하여 저장된 데이터베이스에서 얼굴을 식별한다. 몇 초 후, 씽커(Thinker)라고 불리는 이 칩은 중국어로 내려진 명령을 처리한다. 씽커는 신경망을 지원하도록 설계되었으며 특히 AA 전지 8개로 1년 동안 가동할 수 있는 저에너지 설계라는 특징을 가지고 있다.

씽커는 구동되는 소프트웨어의 요구를 충족시키기 위해 계산 및 메모리 요구사항을 동적으로 조정할 수 있다. 이런 기능은 이미지에서 사물을 인식하거나 사람의 목소리를 이해하는 등 실제 응용에서 다른 수의 레이어를 가진 서로 다른 신경망을 조합할 때 요구되기 때문에 중요하다. 2017년 12월 컴퓨터 하드웨어 설계 최고 저널인 IEEE 고체회로 저널(Journal of Solid-State Circuits)에 게재된 씽커를 발표한 논문은 중국 과학계로서 큰 업적이었다.

이것은 중국 기술계에 있어 중요한 추세의 한 예일뿐이다. 중국 반도체 산업은 인공지능(AI)에 최적화된 하드웨어를 기대하는 물결 속에서 전례 없는 기회를 맞고 있다. AI 성공의 열쇠를 쥐고 있는 컴퓨터 칩을 위해 중국은 진정한 기술력을 가질 수 있는 하드웨어 산업을 개발해야 할 필요가 있다. 기존 정보기술 혁명에 대한 중국의 대응과 비교해 보면, AI를 따라가는 추세는 그 속도 면에서 가장 빠르다고 논문의 수석 저자이자 청화대 마이크로 전자공학 연구소 소장 인슈이(Shouyi Yin)가 말했다.

중국이 태양전지 패널과 스마트폰에서 제조 중심지가 되고 있지만 반도체 산업에 있어서는 미국에 크게 뒤처지고 있다. 2017년 1월부터 9월까지 중국은 집적회로를 수입하는데 전년 대비 13.5% 증가한 182조 8000억 달러를 소비했다. 구글, 인텔을 포함한 미국 대기업은 물론이고 신생기업까지 AI 애플리케이션을 위한 칩을 개발하고 있다. 중국 산업정보기술부는 2020년까지 신경망 처리 칩을 대량 생산한다는 계획을 발표했다.

강력한 그래픽 칩이나 즉석에서 재구성이 가능한 비어 있는 칩인 FPGA 같은 기존 칩을 이용해 AI 소프트웨어를 실행할 수 있지만 그런 설계는 비용이 많이 들고 배터리를 사용하는 작은 기기에서 동작하는 데는 적합하지 않다. 바로 이런 이유로 청화대가 씽커를 개발한 것이다. 씽커는 스마트폰, 시계, 가정용 로봇 또는 원격지에 설치한 장비 등 다양한 장치에 내장될 수 있다. 청화대 연구팀은 3월에 씽커를 장착한 첫 번째 제품을 출시할 계획이다.

이 외에도 중국에서는 유사한 프로젝트들이 진행되고 있다. 1월 말 중국 과학원 산하 컴퓨팅기술연구소(ICT)는 현지 반도체 제조업체를 통해 로봇에 사용되는 칩을 소량 생산할 계획이다. 다두(Dadu)라고 불리는 이 칩은 두 개의 코어를 가지고 있는데, 하나는 신경망을 작동시키고 다른 하나는 동작을 제어하기 위한 것이다. 신경 코어는 시각을 위한 알고리즘을 구동하고 동작 코어는 물체를 잡는데 목적지에 도달하는 최적 코스를 찾는 계획을 수립한다.

이 연구소의 사이버 컴퓨팅 연구실의 인히한 실장은 로봇 칩 프로젝트를 주도하고 있으며 커피 배달 로봇, 손움직으로 제어하는 드론 등을 포함한 많은 응용 프로그램을 계획하고 있다. 이런 AI 칩을 중국에서 개발한다면, 사용자 경험에 기반하여 칩 설계를 더욱 빠르게 개선할 수 있는 장점이 있다.

중국은 이전에 칩 산업에 진출하려고 했지만 실패한 전력이 있다. 2001년 ICT는 데스크탑 CPU를 개발하기 위한 팀을 출범했으며 중국 칩 제조기업 룽손의 핵심이 되었지만 의도와 달리 한 번도 널리 사용되지 못했다.

중국의 집적회로 산업은 급속하게 성장하여 2000년에서 2016년까지 전 세계 시장 성장의 58%를 차지했다. 하지만 중국의 칩 제조 설비 점유율은 여전히 14.2%에 그치고 있다. 2015년 중국 정부가 발표한 제조 정책 Made in China 2025에 따르면 칩 설계와 제조는 획기적인 돌파구가 필요한 핵심 분야로 구분되고 있다.

하지만 중국이 처한 상황은 인텔 혹은 엔비디아가 사업을 시작할 때와 크게 다르다. 기업의 컴퓨팅 시장이 클라우드로 이전함에 따라 기존 하드웨어 요구량이 줄어들었기 때문이라고 데이터 센터의 비디오 클립을 처리하는 AI칩을 설계하는 스타트업인 스마코(SmarCo)의 대표 동루이팡이 말했다. 그럼에도 중국 AI 기업들은 자체 하드웨어 개발을 늘리고 있다.

베이징을 기반으로 한 스타트업 호라이존 로보틱스의 ASIC 설계 이사 펭시앙마는 미래에는 칩만 제조하는 회사는 더욱 줄어들 것이라고 말했다. 2017년 12월 호라이존은 컴퓨터 비전 칩 2종을 출시했다. 이 칩은 차량이 보행자를 식별하거나 방문자 트래픽에서 쇼핑몰의 패턴을 찾는데 도움을 줄 수 있다. 2015년에 창업한 이 회사는 현재 300명의 직원을 고용하고 있다. 펭시앙마는 호라이존이 칩 제조회사는 아니지만 자사 제품을 위한 칩을 스스로 개발하여 더 나은 성능과 비용을 절감하기 위해 설계를 한다고 덧붙였다.

현재 중국 칩 제조사는 어떻게 칩 설계를 상품화하고 규모를 확장하며 AI가 변화시키고 있는 세계 컴퓨터 시장에서 자리를 잡는가 등 많은 문제를 해결해야 한다. 이들에게 있어 부족하지 않은 것은 야망이다. 칩 연구원으로서 모두 꿈을 갖고 있다고 말한 인히한은 얼마나 도약할 수 있는지 볼 것이라고 덧붙였다.

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