脫엔비디아 속도… 빅테크, 전성비 갖춘 AI 칩 개발 경쟁

구글·삼성 등 NPU 기반 저비용 주목

빅테크들이 엔비디아가 지배하는 인공지능(AI) 반도체 시장에 도전장을 내밀고 있다. 최근 생성형 AI에 들어가는 막대한 비용과 전력이 최대 난제로 부상하면서, 가성비와 ‘전성비’(전력 대비 성능)를 갖춘 제품이 주목받고 있다.

구글은 지난 14일(현지시간) 차세대 텐서처리장치(TPU) ‘트릴리움’을 공개했다. 트릴리움은 전작인 ‘TPU v5e’ 대비 성능이 4.7배 향상됐으며 에너지 효율도 67% 개선됐다. TPU는 구글의 데이터센터용 AI 반도체로, 추론을 담당하는 신경망처리장치(NPU)의 일종이다. NPU는 마치 인간의 뇌처럼 수많은 연산을 동시에 처리할 수 있도록 하는 칩이다.

엔비디아가 점유율 80%를 차지한 AI 반도체 시장에서 구글은 엔비디아에 대적할 만한 기업으로 꼽힌다. 구글은 “트릴리움 TPU는 10년 이상의 연구 개발의 결실”이라며 “트릴리움을 사용하면 차세대 AI 파운데이션 모델을 더 빠르게 학습시킬 수 있고, 저비용으로 제공할 수 있다”고 설명했다. 제프 딘 구글 딥마인드 최고과학자는 “구글의 멀티모달 AI 모델인 제미나이 1.5 프로는 수만개의 TPU 가속기로 학습됐다”고 말했다. 구글은 올해 말부터 TPU를 클라우드 고객사에 공급할 계획이다.

삼성전자는 전력 효율을 높인 추론용 AI 반도체 ‘마하-1’을 개발하고 있다. 구글 TPU처럼 NPU 기반이다. 학습과 추론이 모두 가능한 대신, 비용과 전력 소모가 많은 엔비디아 GPU와 달리 마하-1은 추론에 특화된 칩이다. 업계 관계자는 16일 “추론 기능만으로 충분히 구동될 수 있는 소형 AI 언어모델에 적합할 것”이라고 말했다. 업계에선 마하-1의 가격이 엔비디아 최신 GPU의 10분의 1 수준일 것이라는 추정도 나온다. 삼성전자는 마하-1에 저전력 메모리 반도체인 LPDDR을 탑재해 전력 효율을 기존 AI 반도체보다 8배가량 높일 방침이다.

애플도 세계 최대 파운드리(위탁 생산) 업체인 대만 TSMC와 함께 AI 반도체를 개발 중인 것으로 알려졌다. 인텔은 AI 반도체 ‘가우디3’를 올해 3분기에 출시할 예정이다.

조민아 기자 minajo@kmib.co.kr

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