계산 속도 4배 높인 고성능·저전력 인공지능 시스템 개발

전자통신연구원 '아트브레인', 1초 5천조회 연산 가능

한국전자통신연구원(ETRI)은 고성능 인공지능(AI) 반도체 칩을 활용해 1초에 약 5천조회 연산이 가능한 인공지능 시스템 ‘아트브레인'(ArtBrain-K)을 개발했다고 2일 밝혔다.

연구진이 이번에 개발한 신경망처리장치(NPU) 보드와 AI 시스템은 지난해 4월 차세대 중앙처리장치로 떠오르는 NPU를 기반으로 제작한 AI 반도체 칩인 ‘AB9′(알데바란9)을 활용했다.

뇌신경망을 모방해 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 NPU는 AI의 두뇌 역할을 하는데, AI 활용 기술이 고도화될수록 더 높은 성능의 AI 반도체가 필요하다.

연구진이 개발한 NPU 보드 ‘에이브레인-에스'(ABrain-S)는 부피가 작으면서도 전력 소모가 적다. 보드에 내장된 칩(AB9)이 동전 크기 면적에 초당 40조회 연산 성능을 내면서도 전력 소모는 전구 켜는 수준인 15와트(W)에 불과하기 때문이다.

기존 제품과 비교했을 때 최대 50배 저렴해 가격 경쟁력까지 확보했다.

AI 알고리즘 처리를 위해 입출력 데이터를 16기가바이트(GB)까지 저장할 수 있는 메모리와 데이터 이동 속도를 빠르게 하기 위한 인터페이스도 적용했다.

현재 AI 알고리즘 처리 가속기로 많이 활용되는 GPU(그래픽처리장치) 보드는 부피가 커 여러 개의 보드로 구성하는 서버 노드 1개에 보드를 6∼7대밖에 장착할 수 없고, 전력 소모도 크다.

AB9이 내장된 NPU 보드는 한 서버 노드에 최대 20개씩 장착할 수 있다.

이를 바탕으로 ETRI는 서버 노드 8개를 쌓아 랙 서버(Rack Server) 형태로 구성한 인공지능 시스템 아트브레인을 만들었다.

개발된 시스템은 최대 5페타플롭스(PetaFLOPS) 성능을 발휘한다.

1초에 약 5천조회 연산이 가능한 셈이다.

기존 GPU 기반 AI 서버보다 약 4배의 연산 성능을 보이고, 7배의 전력효율을 기대할 수 있다고 연구진은 설명했다.

아트브레인이 데이터센터 등에 적용되면 처리 용량과 속도가 대폭 개선된다는 것이다.

연구진은 자율주행차, 클라우드, 데이터센터, 사람·사물·음성 인식 등 AI 응용 서비스를 제공하는 고성능 서버에 본격 활용될 것으로 기대하고 있다.

한진호 ETRI 인공지능프로세서연구실장은 “AI 반도체를 탑재한 NPU 보드와 NPU 서버시스템, 관련 소프트웨어까지 개발해 우리가 개발한 기술의 경쟁력을 높이는 데 성공했다”며 “이 기술은 반도체 기업과 AI 하드웨어 기업 등에 이전돼 공항 자동 출입국 시스템의 얼굴인식 등 출입국 보안에 활용되고 있다”고 말했다.

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