'전력 효율 경쟁' 본격화되는 저전력 반도체[아무tech]

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 인공지능(AI) 기술이 자동차, 온디바이스 스마트폰처럼 기기 단위로 확산하고 있다. 또 클라우드 컴퓨팅 수요도 늘어나면서 데이터센터도 늘고 있다.

배터리가 한정된 스마트폰이나 전기차에서 AI 구동에 많은 에너지를 소모하면 작동 시간이 줄어든다. 또 데이터센터의 대규모 전력 사용은 단순 비용 문제뿐 아니라 기업의 탄소 중립 달성을 어렵게 만들기도 한다. 또 전력 소모는 발열 문제로 이어져 유지, 보수 문제로 이어지기도 한다.

AI 모델을 효율화해 같은 성능을 더 적은 연산으로 달성하려는 시도도 이어지고 있는 동시에 반도체를 저전력으로 만드는 노력도 이어지고 있다.

마이크로소프트(MS)는 6월 주요 글로벌 노트북 제조사인 삼성전자(005930), 에이서, 에이수스, 델, HP, 레노보와 함께 코파일럿 플러스(Copilot+) 탑재 PC를 출시한다. 코파일럿 플러스 PC는 AI 기능에 중점을 두고 만들어졌다.

삼성전자가 출시하는 갤럭시 북 4 엣지(16형)의 경우 공식 정보에 따르면 동영상 재생 시 최대 22시간 작동한다. 유사한 제품의 동영상 재생 시 배터리 사용 시간의 1.5배에서 2배 수준이다.

업계에서는 배터리 수명 향상 원인으로 칩 셋이 기존 x86 아키텍처 기반에서 ARM 기반으로 변경된 것을 짚는다. 아키텍처는 컴퓨터 시스템이 작동하는 방식인데 크게 x86 계열과 ARM 계열로 나뉜다.

x86은 주로 PC 시장에서 ARM은 스마트폰 등 소형 기기에서 활용됐다. x86은 호환성과 속도를 우선시하며 발전했고 ARM은 전력·열 관리 등이 강조됐다.

애플의 자체 개발 반도체 M 시리즈와 퀄컴의 스냅드래곤이 대표적인 ARM 계열 반도체다.

ARM 기반 PC, 노트북 시도는 꾸준히 있었지만 호환성과 성능 문제로 좌절됐다.

애플이 자체 개발 M1으로 성능과 전력이라는 두 마리 토끼를 잡아 ARM PC의 가능성을 보였다. 또 탄소중립 이슈로 AI 분야의 전력 효율이 강조되며 ARM 기반 반도체 시장이 넓어지고 있다.

아마존웹서비스, MS, 구글 모두 ARM 기반의 자체 서버 칩을 개발해 클라우드 데이터센터 등에 넣어 에너지 효율성을 높이고 있다.

삼성전자도 올해 초에 영국회사 ARM과의 협력을 통해 AI 시대에 필요한 초고성능, 초저전력 CPU를 내놓겠다는 계획을 밝히기도 했다. 삼성전자는 CPU뿐 아니라 램 시장에서도 저전력 메모리 개발 노력을 이어오고 있다.

x86 계열의 대표 주자인 인텔도 이런 추세에 맞춰 전력 효율을 높이는 설계와 데이터센터 설루션을 개발하고 있다.

과학기술정보통신부도 국산 저전력 AI 반도체 역량을 확보하려고 'K-클라우드 프로젝트'를 진행 중이다. 단순히 반도체 개발을 하는 것이 아니라 국내 클라우드 데이터센터 적용까지 연결해 초기 시장과 적용 사례를 만들어 해외 진출까지 돕겠다는 구상이다.

seungjun241@news1.kr