인간의 뇌를 닮은 차세대 반도체, 신경망처리장치 NPU

텍스트 위주였던 과거와 달리 이미지와 영상이 범람하는 요즘. 다양한 형태의 대용량 데이터를 수집하고 실시간 처리 하는데 기존 방식의 기술은 한계가 있는데요. 향상된 연산능력과 효율성으로 새로운 데이터 시대를 이끌 차세대 반도체, ‘NPU’에 대해 알아보겠습니다.

AI를 위한 딥러닝 기술을 구현하는 NPU

사람의 몸에서 자극을 받아들여 전달하고, 이에 대해 적절한 판단을 통해 반응 신호를 보내는 체계를 신경계라고 합니다. 그 중 뇌는 감각 기관에서 받아들인 자극을 종합·판단해 명령을 내리는데요. 이렇게 우리의 뇌처럼 정보를 학습하고 처리하는 프로세서를 신경망처리장치(Neural Processing Unit), 일명 NPU라고 합니다. NPU는 셀 수없이 많은 신경세포와 시냅스로 연결되어 신호를 주고받으며 동시에 작업을 진행하는 인간의 뇌 신경세포와 유사한 작업을 진행합니다. 스스로 학습하고 판단할 수 있는 인공지능 (AI) 등이 접목되어 일명 AI 칩이라고 불리기도 하죠.

기존에는 컴퓨터의 경우 중앙처리장치(Central Processing Unit, CPU)가 이와 같은 기능을 수행하며 데이터를 처리했습니다. CPU 또한 모든 데이터를 처리하는 연산 능력을 갖고 있지만 NPU는 동시다발적인 행렬연산에 최적화된 프로세서로 여러 개의 연산을 실시간으로 처리 합니다. 그뿐 아니라 축적된 데이터를 기반으로 스스로 학습하여 최적의 값을 도출해냅니다. 이러한 특성 덕분에 NPU는 컴퓨터가 사람처럼 생각하고 배울 수 있는 기계 학습 기술을 뜻하는 딥러닝에 최적화된 기술로 평가 받고 있습니다.

인간의 뇌를 닮아 빠르고 스마트한 NPU

삼성전자는 지난 11월 프리미엄 모바일 애플리케이션 프로세서(AP, Application Processor) ‘엑시노스 9(9820)’을 공개했습니다. 인공지능 역할을 하는 NPU를 탑재해 인공지능 연산 능력이 기존 제품(9810) 대비 약 7배 향상되었는데요.
이러한 빠른 연산 속도는 증강현실(AR), 가상현실(VR)과 같이 인물과 사물의 특징을 빠르고 정확하게 파악해 역동적이면서도 재미있는 사용자 경험 (User Experience)을 제공하는 기술에서 크게 발휘됩니다. 또한, 서버와 연결을 통해 수행하던 인공지능 연산 작업이 모바일 기기 자체적으로도 가능해져 보안적인 측면도 향상되었습니다.
인공지능을 위해 필수적인 프로세서 NPU는 모바일을 넘어 자율주행차 등 4차 산업 시장에서 더욱 빛을 발할 예정인데요. 인공지능(AI) 시대에서의 NPU의 무궁무진한 발전이 더욱 기대됩니다!