-AI강국 발돋움 위한 장기적인 관점 투자지원 플랜 필요
PIM 기술 기반의 AI 가속기 시스템 개발
지난 11월 16일 ‘KAIST’는 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀이 PIM 기술 기반의 인공지능 가속기 시스템을 개발하는 것에 성공했다고 밝혔다. ‘PIM(Processing-In-Memory)’란 메모리 안 혹은 메모리 근처에서 계산을 할 수 있도록 메모리 구조를 개선하는 기술로 이를 이해하려면 개략적인 컴퓨터 구조를 이해할 필요가 있다.
기존 컴퓨터는 일반적으로 계산을 수행하는 CPU와 데이터를 저장하는 메모리로 구성되어, 메모리에 저장된 데이터를 CPU로 불러들여 계산을 수행하는 구조로 이뤄진다.
그런데 PIM 기술은 기존처럼 메모리에서 CPU로 데이터를 가져오는 것이 아니라 ‘메모리 안이나 근처에서 데이터를 처리하는 것’을 핵심으로 한다.
PIM 기술을 적용할 경우 대량의 데이터가 메모리에서 CPU로 이동할 필요가 없기 때문에, CPU와 메모리 사이의 대역폭과 무관하게 메모리의 성능향상만으로 전체 시스템의 향상을 꾀할 수 있다.
이는 기존 시스템에서는 대량의 데이터가 CPU와 메모리 사이를 오고갈 때 병목 현상이 발생할 수 있어 CPU와 메모리 사이의 데이터 전송속도도 함께 개선할 필요가 있지만, PIM 기술이 적용될 경우 메모리와 CPU 사이의 데이터 이동이 요구되지 않기 때문이다.
게다가 대량의 데이터 이동이 없어 데이터 이동에 소비되는 에너지를 크게 줄일 수 있으므로 소비전력 절감에 이점이 있다는 평가다.
연구팀이 제안한 가속기 시스템은 기존 NVIDA GPU 기반의 인공지능 가속시스템과 비교하여 최대 21배 빨리 인공지능 추천시스템 알고리즘의 학습 과정을 수행할 수 있는 것으로 알려졌다.
특히 이번에 개발된 시스템은 ‘구글’, ‘페이스북’ 등에서 활용이 가능한 ‘인공지능 기반의 추천시스템 알고리듬’ 가속에 적합한 것으로 평가되어 주목을 받고 있다.
인공지능 기반의 추천시스템 알고리듬이란 구글과 같은 온라인 기업들이 콘텐츠 추천 및 개인 맞춤형 광고를 제작하는데 기반이 되는 AI 기술을 의미한다.
KAIST 전기및전자공학부 ‘권영은’ 박사과정이 제1 저자, ‘이윤재’ 석사과정이 제2 저자로 참여한 관련 논문은 국제학술대회인 IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture(HPCA)에서 내년 2월 공식적으로 발표될 예정이다.
차세대 AI 반도체에 적용할 수 있는 초절전형 반도체 논리소자 개발
지난 11월 12일 ‘DGIST’는 나노융합연구부 ‘이명재’ 박사 연구팀이 이황화텅스텐(WS2)과 육방정 질화붕소(hBN)를 이용해 3진법 적용이 가능한 2차원 소재 기반의 다치(多値)논리소자를 개발하는 것에 성공했다고 밝혔다.
기존 컴퓨터는 대부분 0과 1을 사용하는 2진법 기반인 것과 비교하여, 이번에 개발된 논리소자는 3진법 이상의 정보처리가 가능하므로 데이터 계산 속도도 빠르고 소비전력도 절감할 수 있는 것으로 평가된다.
연구팀은 이번 연구결과로 향후 대용량 정보 처리가 필요한 인공지능 소프트웨어를 지원하는 초절전형 소자와 회로 기술의 토대를 쌓을 수 있을 것이란 전망을 제시했다.
또한 이번 연구결과가 인간의 두뇌구조를 모방한 ‘뉴로모픽 반도체(Neuromorphic Chip)’개발에도 기여할 것이라고 덧붙였다.
기존 컴퓨터가 다수의 정보를 하나씩 차례대로 계산하는 것에 반해, 뉴로모픽 반도체는 대용량 데이터를 동시에 병렬적으로 계산할 수 있다는 특징이 있어 방대한 데이터 처리가 필연적으로 요구되는 AI 분야에서 주목받고 있다.
다만 이번 연구 결과는 2차원 소재의 대면적 제작기술 등의 후속 연구가 진행될 필요가 있어 상용화까지는 다소 시간이 걸릴 것으로 전망된다.
이번 연구는 이명재, 김영욱 DGIST 연구팀이 공동으로 진행했으며 관련 논문은 나노과학 분야 국제학술지인 ‘ACS Nano’ 온라인 판 11월 3일자에 게재됐다.
한국 정부도 AI 전문가 양성에 역량 투입
‘교육부’는 지난 11월 20일 정부서울청사에서 제19차 사회관계장관회의 겸 제7차 사람투자인재양성협의회를 개최했으며 AI 전문가 양성방안에 대해서도 논의가 이뤄졌다고 밝혔다.
교육부에 따르면 한국 정부는 초중고와 대학의 AI 인재 양성을 위한 토대를 마련할 계획이다.
먼저 초중고 단위에서는 AI전자과 등 직업 고등학교의 학과를 개편하여 미래 신산업분야의 인재를 육성하고, AI와 소프트웨어 관련 영재 학교와 영재 학급을 운영하여 AI 교육활동을 지원한다는 계획을 밝혔다.
대학교 단위에서는 2021년부터 2026년까지 AI 등 신기술 분야 인재 10만 명을 집중양성하고, AI 관련 학과 신설 및 입학정원을 확대하며 우수해외교원들을 유치할 수 있도록 제도를 정비할 계획이다.
석박사 급 관련해서는 4단계 BK21 사업 등의 추진으로 2020년부터 2027년까지 석박사 급 고급 인재의 안정적인 연구와 생활을 지원하며, 우수 학위 취득자를 대상으로 국내외 유명 대학 및 연구기관에 장기연수를 지원한다.
연구소 단위에서는 AI 분야의 핵심 기초와 원천 기술 보유 연구소를 지정하여 지원하며, 충북대와 UNIST 같은 AI 관련 연구 거점을 위한 중점 연구소를 선정 운용할 계획이다.
자율주행자동차, 무인드론 등 향후 AI 기술 적용 분야는 광범위하게 확장될 가능성이 높아 한국 외에도 미국, 유럽, 중국 등에서 국가적인 지원이 전폭적으로 이뤄지고 있다.
현재 한국이 AI 선진국과 기술 격차가 있는 것은 분명하지만 반도체 등 강점이 있는 분야를 적극 활용하고 장기적인 관점에서 지속적인 투자와 지원이 이뤄진다면, 그리 머지않은 미래에 한국이 AI 분야에서 선두주자로 우뚝 설 수 있을 것이란 전망이 나온다.