한국 연구진이 하나의 칩으로 복수의 인공신경망을 처리할 수 있는 모바일 기기용 인공지능(AI) 반도체를 개발했다. 사람의 표정을 넘어 감정까지 인식하는 스마트폰의 등장이 기대된다.
과학기술정보통신부는 유회준 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 반도체 스타트업 유엑스팩토리와 공동으로 가변 인공신경망 기술을 적용해 딥 러닝을 더욱 효율적으로 처리하는 모바일 기기용 AI 반도체를 개발했다고 26일 밝혔다.
가변 인공신경망이란 반도체 내부에서 인공신경망의 무게 정밀도를 조절함으로써 에너지 효율과 정확도를 조절하는 기술을 말한다.
연구팀은 하나의 칩으로 이미지 내 객체 분류와 객체 탐지 등에 쓰이는 회선 신경망(CNN)과 영상 인식, 음성 인식, 단어 의미 판단 등에 쓰이는 재귀 신경망(RNN)을 동시에 처리할 수 있는 AI 반도체를 개발했다.
이 AI 반도체는 1.1V 전압, 200㎒ 동작 주파수에서 297㎽의 전력을 소모하며 작동한다. 전압과 동작 주파수가 각각 0.63V, 5㎒인 환경에서는 3.2㎽의 낮은 전력 소모로 동작할 수 있다. 1비트 정밀도를 사용했을 때 1W 전력 소모당 50.6테라 연산을 수행할 수 있고, 16비트 정밀도를 사용해 계산했을 때는 1W당 3.08테라 연산을 수행할 수 있다.
연구팀은 이를 기반으로 스마트폰 카메라를 통해 사람의 표정을 인식해 행복·슬픔·놀람·공포·무표정 등 7가지 감정 상태를 자동으로 인식하고, 스마트폰에 실시간으로 표시하는 감정인식 시스템도 개발했다.
연구팀은 2017년 8월 IT 업체가 개발한 반도체 칩을 발표하는 '핫칩스(HotChips)' 학회에서 이 기술의 초기 버전을 발표했는데, 당시 구글이 알파고에 사용한 텐서 프로세싱 유닛(TPU)보다 최대 4배 높은 에너지 효율을 보여 큰 주목을 받은 바 있다.
유회준 교수는 "이번 연구는 모바일에서 AI를 구현하기 위해 저전력으로 가속하는 반도체를 개발했다는 점에서 의미가 크다"며 "향후 물체 인식, 감정 인식, 동작 인식, 자동 번역 등 다양한 분야에서 응용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.