지난달 18~21일(현지 시간) 미국 캘리포니아주에서 열린 엔비디아의 개발자 콘퍼런스 ‘GTC 2024’에 세계의 이목이 쏠렸다. 현재 인공지능(AI) 가속기 시장에서 엔비디아의 점유율이 80~90%나 되다 보니 개발자뿐만 아니라 다양한 관계자들이 관심을 가질 수밖에 없다. 더욱이 지난해 세계 반도체 시장의 불황으로 대부분 기업의 매출이 감소했지만 엔비디아는 AI 열풍과 함께 거의 두 배 성장해 상위 3위로 올라섰다.
지난해 대중이 AI에 열광한 것은 챗GPT의 등장 때문이다. AI는 연구실에서 개발되는 고급 기술로 일반인들이 접근하기에는 어려움이 있었다. 챗GPT가 이 벽을 허물어뜨린 것이다. 챗GPT는 AI의 한 형태로 대화 생성과 관련한 특정 작업에 초점을 맞춘 AI 모델이다. 지금까지 선보인 어떠한 AI 기술보다 인기를 끈 비결은 자연어 처리를 이용해 일반인도 쉽게 이용하도록 한 점이다. 챗GPT를 공개한 오픈 AI는 문장을 영상으로 생성해주는 플랫폼인 소라(Sora)를 소개하며 또 한 번 세상을 놀라게 했다. AI 기술이 이제 더 이상 연구실에서 학자들과 연구자들만의 전유물이 아니라 일반인들이 편리하게 사용할 수 있는 기반 기술로 변한 것이다.
AI 기술의 이러한 진보에 가장 큰 공헌을 한 주역은 반도체다. 반도체의 성능 개선이 AI 기술 구현에 가능한 복잡한 계산을 가능하게 한 것이다. AI 기술의 진보에 따라 사용되는 반도체도 변화하고 있다. 우리 귀에 익은 알파고는 1202개의 중앙처리장치(CPU)와 176개의 그래픽처리장치(GPU) 그리고 103만 개의 메모리반도체를 탑재하고 100여 명의 과학자를 동원할 정도로 엄청난 자원을 필요로 했다. 엔비디아의 AI 가속기는 알파고보다 성능이 우수한데 크기나 사용되는 반도체 수는 일반 서버 시스템보다 적다. 또 하나의 변화는 AI 가속기에서 CPU의 역할이 줄어든 것이다. 빠른 속도로 딥러닝 기술을 구현하기 위해서는 CPU보다는 GPU가 더 효율적인 것으로 판명되면서 GPU를 전문적으로 생산하던 엔비디아가 AI 반도체 기업으로 부상했다.
GPU와 엔비디아의 부상과 함께 메모리반도체를 중심으로 하는 우리 반도체 기업들이 AI 반도체 시장에서 밀려나지는 않겠냐고 걱정하는 목소리가 최근 높아지고 있다. 하지만 그러한 염려는 크게 하지 않아도 될 것 같다. 시스템반도체 분야에서는 AI 기술의 진보에 따라 얼마든지 새로운 시스템이 등장하고 CPU에서 GPU로 교체된 것과 같이 시스템반도체는 바뀔 수 있지만 메모리반도체는 그 역할이 바뀔 수가 없어 사라지지 않는다. 게다가 우리 스타트업 기업인 리벨리온·퓨리오사·사피온 등이 특정 분야에 특화된 AI 반도체를 개발하고 있으며 그 성능도 높게 평가되고 있다. 그리고 AI 가속기에 사용되는 고대역폭메모리(HBM)는 SK하이닉스와 삼성전자가 세계 시장의 90% 이상을 지키고 있다.
AI 반도체는 아직 명확하게 정의되지 않았고 표준이 정해져 있지 않다. AI 기술을 구현하는 데 필요한 시스템에 사용되는 모든 반도체가 AI 반도체인 것이다. 따라서 우리나라 반도체 산업은 현재 AI 발전과 함께 순조롭게 성장할 것이다.
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