AI 성능 3배… AMD, 2세대 버설 적응형 SoC 출시

AMD가 엣지 AI 활용에 최적화된 ‘버설(Versal) 적응형 SoC(Adaptive SoC)’의 2세대 제품을 9일(현지시각) 공식 발표했다. 기존 1세대와 비교하면 AI 성능 효율은 3배, 후처리를 위한 프로세서 성능은 전 세대 대비 10배가 높아졌다. 

2세대 버설 적응형 SoC는 AI 엣지에 필요한 모든 프로세싱 구성 요소를 하나의 패키지에서 제공하는 것이 특징이다. 다양한 센서 입력과 전처리를 위한 ‘프로그래머블 로직’과 하드 타입의 IP 엔진, AI 추론을 위한 고효율 AI 엔진, 후처리를 위한 고성능 멀티코어 프로세서와 실시간 프로세서를 모두 탑재했다. 스바루(Subaru)의 차세대 ‘아이사이트(Eyesight)’ 시스템에도 ‘2세대 버설 AI 엣지’가 탑재될 예정이다.

AMD는 앞으로 일상 생활의 모든 곳에서 AI 기술이 활용될 것이며, 이에 따라 임베디드 애플리케이션에서도 AI 수요가 폭발적으로 증가하고 있다고 밝혔다. 하지만 이 임베디드 애플리케이션에 AI를 적용하는 데 있어서는 까다로운 운영 환경, 전력 공급과 쿨링 등에서의 제약, 실시간 반응성, 제품의 안전성과 신뢰성, 보안성, 긴 라이프사이클 제공 측면 등 다양한 어려움이 있다고 지적했다. 여기에 AI 기술이 본격적으로 접목되면서, 임베디드 시스템에 요구되는 성능 또한 크게 높아지고 있다고 덧붙였다.

‘AI 기반’ 임베디드 시스템은 크게 세 가지 처리 단계를 가지며, 단계별로 전혀 다른 프로세서와 가속기 구성이 필요하다. 먼저, 센서에서 들어오는 데이터를 받아 추론에 활용할 수 있게 준비하는 ‘전처리’ 단계에서는 다양한 인터페이스와 데이터 형식에 유연하게 대응할 수 있는 ‘프로그래머블 로직’이 강점이 있다. 그리고 데이터를 기반으로 한 ‘AI 추론’에는 이를 위한 AI 엔진이 유리하며, 추론 결과를 기반으로 행동을 결정하는 ‘후처리’에서는 기존의 ‘스칼라’ 방식 프로세서가 필요하다.

AMD는 “현재 시장에 이 세 가지를 모두 갖춘 솔루션은 있지만, 세 가지를 모두 ‘만족스럽게’ 갖춘 솔루션은 없다”고 지적했다. 여기에는 AMD의 기존 ‘1세대 버설’도 포함된다. 1세대 버설은 모든 구성 요소를 다 갖추고 있었지만, 오늘날의 AI 기반 임베디드 시스템을 위해서는 후처리 단계의 프로세서 성능에서 아쉬움이 있다는 평이다. 이에 많은 시스템이 두 개 이상의 칩을 사용해 시스템을 구성하지만, 이 경우 설계의 복잡성과 전력 소비, 면적, 안정성과 반응성 등 다양한 부분에서 효율이 떨어진다고 밝혔다.

AMD의 2세대 버설 적응형 SoC는 임베디드 시스템을 위한 인텔리전스를 ‘단일 칩’에서 제공할 수 있다는 점이 차별점으로 꼽혔다. 이 2세대 버설 적응형 SoC는 AI 기반 임베디드 시스템을 위한 ‘버설 AI 엣지 2세대’와 클래식 임베디드 시스템을 위한 ‘버설 프라임 시리즈 2세대’로 나뉜다. 이 두 제품군의 구성은 유사하지만, 버설 프라임 시리즈에서는 AI 엔진이 빠져 있는 점이 차이점이라고 소개됐다.

2세대 버설 적응형 SoC는 AI 기반 임베디드 시스템의 모든 처리 단계를 가속화할 수 있게 프로그래머블 로직과 AI 엔진, 프로세싱 시스템을 모두 갖췄다. 그리고 이 중 ‘프로그래머블 로직’은 사용자가 필요에 따라 로직을 유연하게 구성하고 성능을 최적화할 수 있는 점이 장점이다. 

또한 많은 사용자들이 공통적으로 사용하는 ISP(Image Signal Processor)나 비디오 디코드, 인코드 엔진, 비디오 프로세싱 엔진 등은 별도의 ‘하드 IP’로 탑재해, 프로그래머블 로직 소비를 줄이고 사용 편의를 높였다. 특히 하드 IP로 탑재된 새로운 엔진은 이전 대비 비슷한 소비전력 수준에서 최대 4배의 이미지 처리 성능을, 두 배의 카메라 스트림 처리 성능을 65% 적은 스트림당 보드 면적으로 제공할 수 있다고 언급했다.

2세대 버설 적응형 SoC에는 탑재된 AI 엔진 AIE-ML도 ‘2세대’가 됐다. 이전 세와 비교하면 타일당 컴퓨트 성능이 두 배가 됐고, 제어 로직의 위치가 프로그래머블 로직에서 AIE 어레이 쪽으로 이동한 점이 눈에 띈다. 2세대 버설 적응형 SoC의 AI 엔진 ‘AIE-ML v2’는 이전 세대 대비 동일 소비전력 수준에서 이전 세대 대비 3배 향상된 성능을 제공할 수 있다고 소개됐다.

2세대 버설 적응형 SoC에는 최대 8개의 Arm 코어텍스(Cortex)-A78AE 코어, 최대 10개의 코어텍스-R52 RPU(Real-time Processing Unit)가 탑재되며, 전체 시스템 성능은 이전 세대 대비 약 10배 가량 높은 성능을 제공할 수 있다. 그리고 이 프로세싱 시스템은 높은 안정성이 요구되는 자동차용 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 사용할 수 있도록 ASIL D 등급과 SIL 3 등급에 대응 가능한 ‘락스텝(Lock-step)’ 운영 모드를 지원한다. AMD는 “버설 AI 엣지 2세대 제품 전체가 자동차를 위한 인증 기준에 대응할 것이다”라고 덧붙였다.

AMD는 새로운 ‘버설 AI 엣지 시리즈 2세대’를 기존 ‘1세대’를 대체하는 것이 아닌, 더 높은 성능이 필요한 사용자들에 대응하는 ‘보완’의 위치에서 제공한다고 소개했다. 1세대 제품과 비교하면 2세대 제품은 프로세서 성능이 크게 높아진 것이 특징으로, 1세대 제품 또한 프로그래머블 로직과 AI 엔진의 경쟁력을 살려 엣지 센서나 CPU 오프로드 용도 등에 충분히 경쟁력이 있다는 평이다. 그리고 2세대 제품은 모든 프로세싱 요소를 단일 칩에 통합하는 데 효과적일 것이라 덧붙였다.

한편, 이 제품은 스바루의 차세대 아이사이트(EyeSight) 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 적용될 예정으로 알려졌다. AMD는 스바루가 차세대 아이사이트 시스템에 ‘버설 AI 엣지 시리즈 2세대’를 채택한 이유로 AI 관련에서의 강점, 기능 안정성, 프로그래밍 로직의 유연성 등 세 가지 특징을 꼽았다. 또한 AMD는 이 ‘2세대 버설 적응형 SoC’의 얼리액세스 문서가 제공되기 시작했으며, 실리콘 샘플은 2025년 상반기, 평가 키트 등은 2025년 중반, 최종 제품 단계 공급은 2025년 말 정도를 예상한다고 소개했다.

권용만 기자 yongman.kwon@chosunbiz.com