한국에서 엔비디아 라이벌 나온다고?…중국도 구애 중인 ‘이 기업’

칩스앤미디어, AI반도체 개발
엔비디아보다 연산효율 우수
고성능 ‘영상특화 칩’ 선보여
AI용 서버시장 새 강자로 부상
의료·자율주행 등 활용처 다양
美견제 속 중국 기업서 러브콜

국내 중소기업이 초거대 인공지능(AI) 시대에 최적화된 AI 반도체 설계자산(IP) 개발을 마치고 글로벌 시장 공략을 본격화한다. 고성능 그래픽처리장치(GPU)로 현재 AI용 서버 시장을 주름잡고 있는 엔비디아의 강력한 대항마가 될 수 있을 지 기대를 모은다.

반도체 IP 전문기업 칩스앤미디어(대표 김상현)는 세계 최초 차세대 영상 특화 AI 반도체인 ‘신경망처리장치(NPU)’ IP 개발을 마치고 본격적인 국내외 시판에 나선다고 2일 밝혔다. 미국의 고성능 반도체에 의존하지 않는 대규모 AI 모델 개발에 사활을 건 중화권 팹리스(반도체 설계전문) 업체들의 관심이 폭발적인 것으로 전해졌다.

현재 AI용 서버는 엔비디아의 고성능 GPU가 시장을 주도하고 있다. 그러나 GPU 등 기존 반도체는 복잡한 연산처리를 할 때 속도가 떨어지고 전력소모와 발열이 심하다는 약점이 있다. 이에 테슬라, 구글, 마이크로소프트 등이 앞다퉈 NPU 개발에 나선 상황이다. NPU는 인간의 뇌가 정보를 처리하는 방식을 모방해 만든 AI 전용 반도체다. 컴퓨터가 데이터를 학습하고 자동으로 결과를 개선하는 머신러닝(ML)에 특화된 칩이라는 평가다. 특히 엔비디아의 GPU 대비 연산 속도는 10배 빠르고, 전력소모는 5분의 1 수준에 불과하다.

칩스앤미디어는 이번에 개발을 완료한 NPU IP ‘CMNP’를 통해 주력 분야인 비디오 IP 외에 프로세서 IP까지 포트폴리오를 확대하게 됐다. CMNP는 슈퍼 레졸루션(SR), 노이즈 리덕션(NR), 오브젝트 디텍션(OD) 등 AI 알고리즘 기능을 동일한 하드웨어에서 모두 실행 가능한 프로세서 IP다. 김상현 칩스앤미디어 대표는 “NPU뿐만 아니라 NPU 위에 올릴 수 있는 여러가지 AI 알고리즘을 함께 공급할 수 있기 때문에 일종의 솔루션 비즈니스를 할 수 있게 됐다”며 “예컨대 고객이 알고리즘을 트레이닝시켜 새로 공급해 달라고 요청할 경우 구독 서비스처럼 돈을 받고 유지·보수를 해줄 수 있는 게 가장 큰 강점”이라고 설명했다.

이 회사가 NPU에 탑재하는 대표적인 AI 알고리즘이 저해상도 이미지를 고해상도 이미지로 변환하는 슈퍼 레졸루션이다. 해상도가 낮은 영상을 단순히 확대만 하는 것이 아니라 딥러닝 기반의 알고리즘을 통해 8K 이하 영상을 8K TV에서 고화질로 구현해 낸다. 영상처리, 의료영상 안전 보안, 자율주행 등에 적용된다. 노이즈 리덕션은 신호나 영상에서 발생하는 불필요한 잡음을 제거해 영상의 품질 향상을 돕는다. 오브젝트 디텍션은 이미지나 비디오에서 객체를 자동으로 인식해 위치와 크기를 파악해 낸다.

칩스앤미디어는 이번 NPU IP를 앞세워 FHD(200만화소)와 UHD(800만화소) 이상의 고화질 영상 콘텐츠 분석 수요가 높은 데이터센터나 실시간 영상처리 고도화 기술을 요구하는 자율주행차, 첨단운전자지원시스템(ADAS) 산업 생태계를 대상으로 내년 중 라이선스 매출을 목표로 하고 있다. 김 대표는 “CMNP는 일반적인 NPU 대비 10~20% 정도의 사이즈로 구현돼 성능뿐만 아니라 원가 절감도 탁월하다”며 “AI 반도체 업계에서 최상의 영상 특화 솔루션이 될 것으로 기대하고 있다”고 말했다.

2003년 설립된 칩스앤미디어는 국내 유일의 영상 관련 반도체 IP 전문기업이다. 그동안 비디오 IP라는 한우물을 파왔지만 영상 처리에 특화된 AI 반도체 개발에 성공하면서 미래 반도체 성장엔진을 확보했다는 평가가 나온다. 김 대표는 “가상현실(VR), 증강현실(AR), 드론, 자율주행차 등이 속속 등장하면서 시스템 반도체에 멀티미디어 기능을 넣어야 하는 분야가 많아지고 있다”며 “특히 챗GPT 같은 생성형 AI 분석 대상이 문자에서 그림과 동영상으로 확대되면서 비디오 관련 지식재산권(IP) 수요가 폭발적으로 증가할 것”이라고 강조했다.

최근 초거대 AI가 화두로 떠오르면서 AI 반도체 수요는 급증하고 있다. IT시장조사업체 가트너에 따르면 올해 글로벌 AI 반도체 시장 규모는 전년 대비 20.9% 증가한 534억4500만달러(약 71조2475억원), 오는 2027년에는 올해 시장 규모의 2배 이상인 1194억달러(159조1720억원)에 달할 전망이다.