정부가 KT·네이버·NHN 등 국내 주요 CSP(클라우드 서비스 제공 사업자) 및 펩리스(반도체 설계 전문 기업)와 함께 국산 인공지능(AI) 반도체 NPU(신경망처리장치)를 데이터센터에 적용해 성능을 입증하는 'K-클라우드 프로젝트' 1단계 사업에 착수했다. 

과학기술정보통신부(이하 과기정통부)는 이 사업을 통해 현재 전세계 AI 반도체 시장을 주도하고 있는 미국의 펩리스 엔비디아에 필적할 토종 AI 반도체 NPU를 만들어 한국의 시스템 반도체 경쟁력을 세계적인 수준으로 끌어올릴 방침이다. 

- 토종 NPU, 데이터센터서 실증…K-클라우드 1단계에 1000억원 

K-클라우드 프로젝트는 2023년부터 오는 2030년까지 총 8262억원이 투입될 예정이다. AI 반도체를 NPU-저전력PIM(프로세싱 인 메모리, 메모리 반도체에 연산 기능을 더한 반도체)-극저전력PIM 등으로 고도화하고 단계별로 데이터센터에 적용해 클라우드 기반 AI 서비스까지 제공하는 실증 사업이다. 과기정통부는 지난 2022년 12월 이같은 K- 클라우드 추진방안을 발표한 바 있다.


K-클라우드 프로젝트 개요.

 

K-클라우드 프로젝트 1단계 사업은 현재 상용화 초기 단계인 국산 NPU를 데이터센터에 적용하고 클라우드 기반 AI 서비스까지 제공하는 것이 골자다. 국내 펩리스들이 NPU를 개발하고 이를 AI 서비스 기업들이 개발한 서비스와 함께 CSP들이 보유한 데이터센터에 적용함으로써 NPU와 서비스의 경쟁력을 함께 키우는 것이 목적이다. 과기정통부는 이 사업에 2023년 376억원을 시작으로 2025년까지 약 1000억원(잠정)을 투입한다. 과기정통부는 올해 2월 사업공고를 내고 5월에는 이번 사업에 선정된 기업들과 협약을 맺었다. 26일에는 경기도 성남시 판교테크노밸리에 위치한 NHN에서 K-클라우드 프로젝트 1단계 착수보고회 및 제3차 AI반도체 최고위 전략대화를 개최했다. 

이번 사업에 참여하는 기업은 △NHN클라우드·네이버클라우드·KT클라우드(CSP) △리벨리온·사피온코리아·퓨리오사AI(펩리스) △업스테이지·라온로드·노타·시너지에이아이(AI 서비스) 등이다.  

 

NHN·네이버·KT, 39.9PF 규모 AI 데이터센터 구축

국산 NPU 데이터센터 구축 사업은 크게 민간과 공공(광주 AI 사업 융합 집적 단지) 2개 부문으로 구분된다. 과기정통부의 공고 당시 각 사업의 목표는 '연산용량 10페타바이트(PF) 이상'의 국산 NPU 기반 데이터센터 구축이었다. 이후 참여 기업들의 의지로 각 데이터센터의 용량이 당초 계획의 2배인 39.9PF 규모로 확대됐다. 


'K-클라우드 프로젝트' 1단계 '국산 NPU 데이터센터 구축사업' 개요.

CSP들의 계획을 보면 NHN클라우드는 민간과 공공에서 각각 11PF씩 총 22PF 이상 규모의 AI 반도체 기반 데이터센터를 구축할 계획이다. 이번 사업에 참여하는 CSP 3사 중 최대 규모다. NHN클라우드는 2021년 과기정통부의 AI 반도체 실증지원 사업에 참여하며 클라우드 환경에서 국산 NPU 기반의 응용서비스 실증을 마쳤다. AI 반도체 전용서버 40여대를 구축·운영하며 위치·화질·의료·패션 등의 분야에서 7종의 응용서비스를 실증했다. 

네이버클라우드는 민간과 공공에서 각각 4.5PF씩 총 9PF 규모의 AI 반도체 기반 데이터센터를 구축한다. 네이버가 투자한 퓨리오사AI의 칩을 데이터센터에 적용해 자연어처리·교육·안전관제 분야의 서비스를 검증한다. 이후 다른 국산 AI 반도체도 추가로 데이터센터에 적용할 계획이다. 회사는 국내 펩리스와의 협업으로 아시아와 북미 등에 보유한 자체 리전(2개 이상의 클라우드 데이터센터)에 국산 AI 반도체를 점진적으로 확산할 방침이다. 

KT클라우드는 민간과 공공에서 각각 4.45PF씩 총 8.9PF 규모의 AI 반도체 기반 데이터센터와 클라우드 플랫폼을 설계·구축한다. KT의 초거대 AI ‘믿음’의 국산 AI 반도체 기반 상용화 가능성도 이번 사업에 연계해 검증할 계획이다. 

 

사피온·리벨리온·퓨리오사AI도 '똑똑한' NPU 공급

토종 펩리스들은 이번 사업에서 각자의 NPU를 공급하는 역할을 맡는다. 사피온코리아는 이번 사업에서 최대 규모인 총 20PF(민간·공공 각각 10PF)에 해당되는 칩을 공급할 계획이다. 올해는 'X220'을 활용해 시범 서비스를 위한 인프라를 구축하고 2024년에는 부동소수점(Floating point) 연산에서 4배 이상의 성능 효율 향상을 제공하는 'X330'을 초거대 언어모델(LLM) 및 영상처리응용 등에 적용할 방침이다. 

리벨리온은 이번 사업을 통해 1차년도에에 2PF 이상, 3차년도까지 총 8.9PF 이상의 칩을 공급하며 지능형 관제솔루션과 헬스케어 AI 솔루션을 실증할 예정이다. 삼성전자의 5나노 EUV(극자외선) 공정을 통해 생산된 리벨리온의 AI 반도체 '아톰'으로 현재 국내에서 유일하게 부동소수점 연산을 지원한다. 아톰은 올해 4월 AI 반도체 성능대회인 MLPerf에서 엔비디아와 퀄컴을 앞서는 성능과 국내 최초 트랜스포머 모델의 가속을 검증받았다. 아톰은 엔비디아 A2·T4와 퀄컴 Cloud AI100 대비 단일 데이터 처리에 소요되는 지연시간 평가 결과 언어 모델(BERT-Large)은 1.4~2배, 이미지 모델(ResNet)은 1.4~3.4배 우수하다는 결과를 얻었다. 

퓨리오사AI는 이번 사업에서 자사 NPU '워보이'와 차세대 칩 '레니게이드'를 CSP에 공급해 관제·자연어·교육 분야의 AI 서비스들을 실증할 예정이다. 레니게이드는 5나노 공정의 최첨단 AI 반도체로 LLM뿐만 아니라 맞춤형 추천·비전·음성 등 다양한 형태로 활용될 것으로 전망된다. 

퓨리오사AI는 다양한 AI 관련 기업과의 협력도 진행 중이다. 글로벌 AI 플랫폼 기업 허깅스페이스와 LLM을 최적화할 수 있는 솔루션을 개발하고 있다. 최근에는 LG AI연구원과 파트너십을 맺었다. 양사는 초거대AI 엑사원 기반의 생성형 AI 상용 기술을 검증할 예정이다. 


'K-클라우드 프로젝트' 1단계 사업 및 선정결과.

과기정통부는 이날 착수보고회 이후 K-클라우드 기술개발 예타(예비타당성 조사)사업 추진방안도 논의했다. 과기정통부는 △데이터센터 인프라 및 하드웨어 개발 △데이터센터 컴퓨팅 소프트웨어 개발 △AI 반도체 특화 클라우드 기술 개발을 골자로 하는 약 1조원 규모의 예타를 기획 중이다. 올해 하반기에 예타 대상 선정을 위한 기획보고서를 제출할 예정이다. 또 과기정통부는 AI 반도체 대학원 운영방안을 통해 세계적 수준의 AI 반도체 개발 역량을 확보한 석·박사 인재 양성을 위한 지원계획도 내놨다. AI 반도체 대학원 사업에 선정된 서울대·한양대·KAIST의 주요 연구·교육 계획도 발표했다. 

이종호 과기정통부 장관은 "이번 프로젝트를 통해 국사 AI 반도체가 조속히 활용 사례를 확보해 글로벌 시장에 진출할 수 있도록 지원할 것"이라며 "우리의 메모리 반도체 역량을 활용해 AI 반도체를 2030년까지 고도화하고 이를 데이터센터에 적용하기 위해 필요한 추가 기술 개발 및 전문인력 양성까지 추진할 것"이라고 말했다.