최근 세계적으로 주목받은 인간과 컴퓨터의 바둑대결인 이세돌-알파고(AplhaGo) 대국에서 알파고가 4승 1패로 승리하였다.

경기에 사용된 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 인공지능 바둑 프로그램 ‘알파고'의 버전 및 컴퓨팅 파워는 1,200개 이상의 중앙처리장치(CPU)와 180여 개의 그래픽처리장치(GPU)를 사용하는 분산 버전이었다.

딥마인드사는 알파고에 그동안 축적된 바둑경기의 기보 3천만 건 이상을 입력하여 알파고가 스스로 그것을 학습하도록 하였다. 바둑의 전체 대국을 파악하는 정책망(Policy network)과 한 수, 한 수의 이길 확률을 계산하는 가치망(value network)이라는 2개의 인공신경망에 의해 최선의 결과를 판단하도록 설계하여, 상대의 향후 기보를 57%까지 예측할 수 있도록 하였다. 또한 실제 사람과의 대국에서 승리하기 위해, 스스로 대결하며 시행착오를 통해 신경망을 정비해나가는 '강화 학습'을 적용하여 새로운 전략을 발견하도록 하였다.

이 세기의 대국으로 전 세계의 관심을 끈 알파고는 인간처럼 ‘생각하는 존재’이며, 인간의 역할을 대신 할 수 있는 인공지능(Artificial Intelligence)으로써 미래 ICT(Information and Communication Technologies:정보통신기술)산업의 기반이다.

이 인공지능을 위주로 한 미래 ICT 산업이 성공적으로 발전하기 위해서 하드웨어와 소프트웨어의 조화로운 융합이 필요하다. 자동차로 예를 든다면, 엔진은 하드웨어로, 연료는 소프트웨어로 생각해볼 수 있을 것이다. 디젤자동차에 휘발유를 주입하면 디젤자동차는 어떻게 될까? 반대로 휘발유 자동차에 디젤 연료를 주입하면 어떤 증상이 나타날까? 그 결과가 어떨지 예측해 볼 수 있을 것이다. 이와 같이, 문제없이 제 기능을 하기 위해서는 하드웨어에 맞는 소프트웨어가 있어야 한다.

알파고도 마찬가지이다. 알파고에 사용된 하드웨어 즉, 1,200개 이상의 CPU와 180여 개의 GPU에 맞는 소프트웨어가 있었기 때문에, 세기의 바둑대결에서 4승 1패로 최종적인 알파고의 승리를 얻을 수 있었다.

또 한편으로는 인간의 생각하는(지능적인) 행동을 모방할 수 있는 소프트웨어를 수행하려면 그에 맞는 하드웨어가 필요하다.

즉 중요한 하드웨어, 알파고에 사용된 1,200개 이상의 CPU 등과 같은 반도체 칩 등이 새로운 산업 분야에 적용되는 지능형 소프트웨어에 맞게 개발 되어 질 때, 비로소 완벽한 인공지능 반도체라 할 수 있는 것이다.

이처럼 중요한 인공지능 반도체란 무엇일까? 이 A.I(Artificial Intelligence:인공지능)반도체를 알기 위해서는 먼저 반도체에 대해 알아야 한다.

이 반도체를 크게 메모리반도체와 비메모리반도체(시스템반도체) 로 나눌 수 있다.

메모리 반도체는 정보를 저장하는 용도로 사용하므로, 기능이 단순하고, 수요가 많아 대규모 투자를 바탕으로 대량 생산이 가능하다. 대부분의 사람들이 알고 있는 반도체는 메모리반도체이다.

그럼 우리에게 생소한 시스템반도체(비메모리반도체)란 무엇인가? 쉽게 이야기하자면, 학교나 가정에서 사용하고 있는 범용 컴퓨터를 아주 작게 만들기 위해 많은 전자부품(Chip)들을 하나의 작은 부품(Chip)으로 만든 반도체라 할 수 있다. 이렇게 만든 시스템 반도체를 핵심으로 나온 대표적인 제품이 스마트폰(손안의 컴퓨터), 스마트TV, 스마트워치, 미니 PC 등이다.

이처럼 다양한 기능을 집약한 시스템반도체는 적용되는 분야에 따라 자동차용 반도체, 전력용반도체, 의료형 반도체, 지능형 반도체 등으로 명칭을 바꾸어 사용된다.

예를 들어, 사람 몸 안의 암이나 바이러스를 치료하기 위해 아주 작은 칩을 만드는 것을 HoC( Human On Chip)이라 하고, 콘텐츠렌즈에 칩을 결합한 것을 환자 맞춤형 콘텐츠렌즈 LoC(Lenz On Chip)라고 한다. 최근 뜨고 있는 인공지능분야에서도 이 같은 용어를 적용 할 수 있다. 두뇌역할을 하는 전자부품인 CPU들이 모여 사람의 두뇌역할을 대신하신 것을 NoC(Network On Chip)라 하고 이를 인공지능반도체라 말할 수 있다.

다양한 이름을 사용하지만 알고 보면 모두 시스템반도체이다, 미래 ICT산업을 주도할 산업의 핵심은 시스템반도체 즉, SoC(System On Chip) 이다. 그런데 일반적으로 많이 알고 있는 SOC(Social Overhead Capital:사회간접자본)는 똑같은 이름의 미래의 성장동력인 SoC(System On Chip:시스템반도체)와 혼동하기 쉽다.

과거에는 우리가 일반적으로 알고 있는 SOC(Social Overhead Capital:사회간접자본)에 투자를 많이 했지만, 이제부터는 우리의 미래를 책임질 SoC(System On Chip:시스템반도체)에 관심과 초점을 맞추어야만 한다.

그럼 왜 시스템반도체에 모든 기업들이 투자하고 관심을 보일까? 바로 돈이다. 즉 미래의 먹거리는 전 세계 반도체 시장의 80%를 차지하는 시스템반도체에서 창출되기 때문이다.

미래 ICT 산업은 여러 가지 분야가 융합되어 새로운 산업이 창출될 전망이다. 그럼에도 그 중심에는 시스템반도체가 있을 것이다.

[상명대 특임교수 김정대]