사람 표정 읽는다…모바일 AI 반도체 개발 성공

[아이뉴스24 도민선 기자] 모바일에서 인공지능(AI)를 구현하기 위한 저전력·고속연산 반도체 기술이 개발됐다. 구글 측이 개발한 것에 비해 에너지효율은 4배 가량 높아 경쟁력도 확보했다.

유회준 한국과학기술원(KAIST) 연구팀과 반도체 스타트업 유엑스 팩토리는 가변 인공신경망 등 기술을 적용해 딥러닝(Deep Learning)을 보다 효율적으로 처리하는 인공지능 반도체(UNPU)를 개발했다고 26일 발표했다.

인공지능 반도체란 인식·추론·학습·판단 등 인공지능 처리 기능을 탑재하고, 초지능·초저전력·초신뢰 기반의 최적화된 기술로 구현한 반도체를 말한다. 가변 인공신경망(Artificial Neural Network)은 반도체 내부에서 인공신경망의 무게 정밀도(Weight Precision)를 조절해 에너지효율과 정확도를 조절하는 기술이다.

모바일에서 인공지능을 구현하기 위해서는 고속 연산을 저전력으로 처리해야 하지만, 현재는 연산 속도가 느리고 전력 소모가 큰 소프트웨어 기술을 활용하고 있어 인공지능 가속 프로세서 개발이 필수적이다.

연구팀은 하나의 칩으로 회선 신경망(CNN)과 재귀 신경망(RNN)을 동시에 처리할 수 있고, 인식 대상에 따라 에너지효율과 정확도를 다르게 설정할 수 있는 인공지능 반도체(UNPU)를 개발해 인공지능 반도체의 활용범위를 넓혔다. 세계 최고 수준 모바일 용 인공지능 반도체 칩과 비교하여 회선 신경망과 재귀 신경망의 연산 성능이 각각 1.15배, 13.8배 증가했다.

이번에는 스마트폰 카메라를 통해 사람의 얼굴 표정을 인식, 행복·슬픔·놀람·공포·무표정 등 7가지의 감정상태를 자동으로 인식하고 스마트폰 상에 실시간으로 표시하는 감정인식 시스템도 개발했다.

지난해 8월 IT 회사들이 개발한 반도체 칩을 발표하는 '핫칩스(HotChips)'학회에서 초기 버전을 발표했음에도, 구글의 TPU(Tensor Processing Unit)보다 최대 4배 높은 에너지 효율을 보여 큰 주목을 받았다. TPU는 인공지능에 특화된 반도체칩으로 알파고(AlphaGo)에 사용됐다.

이 연구는 지난 13일 미국 샌프란시스코에서 열린 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표됐으며, 과학기술정보통신부 정보통신방송기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

유회준 교수는 "이번 연구는 모바일에서 인공지능을 구현하기 위해 저전력으로 가속하는 반도체를 개발했다는 점에서 의미가 크며, 향후 물체인식, 감정인식, 동작인식, 자동 번역 등 다양하게 응용될 것으로 기대된다"고 연구의 의의를 설명했다.

용홍택 과기정통부 정보통신산업정책관은 "인공지능 서비스를 효율적으로 제공하기 위해 전 세계적으로 인공지능 반도체 개발을 추진하고 있다"며, "과기정통부도 산업부와 협력하여 인공지능 반도체 기술개발을 위한 대형 사업을 기획하고 있으며, 올해 예비타당성 조사를 신청할 계획"이라고 말했다.