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KAIST, 세계 최고 성능 모바일용 인공지능(AI) 프로세서 개발

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2018년 02월 26일 18:55 프린트하기

국내 연구진이 적은 전력으로 고속 연산이 가능한 모바일 전용 인공지능(AI) 프로세서를 개발했다. 스마트폰 같은 모바일 기기의 인공지능 성능을 높여 다양한 모바일 서비스를 구현하는 데 활용될 것으로 전망된다.
 
유회준 KAIST 전기 및 전자공학부 교수팀은 연구실 스타트업 유엑스(UX)팩토리와 공동으로 모바일 전용 초소형 인공지능 프로세서 ‘통합 인공신경망 딥러닝 처리장치(UNPU)’를 개발했다고 26일 밝혔다. 연구 결과는 13일 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘국제고체회로설계학회(ISSCC)’에서 발표됐다.
 
UNPU는 고속 연산과 많은 전력이 필요해 그동안 모바일 기기에서 활용할 수 없었던 사물 인식, 감정 인식, 동작 인식, 자동 번역 등 딥러닝(심층 기계학습) 소프트웨어(SW)까지도 효율적으로 처리할 수 있다. 반도체 칩의 크기도 가로세로 4㎜ 이하로 작기 때문에 스마트폰에 탑재할 수 있다. 박준영 UX팩토리 최고경영자(CEO)는 “기존의 그래픽처리장치(GPU)를 이용한 모바일 인공지능 서비스는 딥러닝이 적용되더라도 아주 단순한 구조의 인공신경망을 바탕으로 한다. 반면 UNPU는 모바일 환경에서 상용 컴퓨터 수준의 딥러닝을 구현할 수 있다”고 설명했다.

 

논문의 제1저자인 이진묵 KAIST 박사과정 연구원이 모바일 전용 인공지능(AI) 프로세서 '통합 인공신경망 딥러닝 처리장치(UNPU)'로 스마트폰에 구현한 AI 감정 인식 시스템을 시연하고 있다. 우울한 표정을 짓자 7가지 감정 중 '슬픔(sadness)'을 나타내는 이모티콘이 화면에 떴다. (과천=송경은 기자)
논문의 제1저자인 이진묵 KAIST 박사과정 연구원이 모바일 전용 인공지능(AI) 프로세서 ‘통합 인공신경망 딥러닝 처리장치(UNPU)’로 스마트폰에 구현한 AI 감정 인식 시스템을 시연하고 있다. 우울한 표정을 짓자 7가지 감정 중 '슬픔(sadness)'을 나타내는 이모티콘이 화면에 떴다. (과천=송경은 기자 kyungeun@donga.com)

연구진은 UNPU를 이용해 스마트폰 카메라에 담긴 사람 얼굴의 표정을 분석해 행복, 슬픔, 놀람, 공포 등 7가지 감정 상태를 인식하는 딥러닝 기반 시스템도 구현했다. 유 교수는 “스마트폰뿐만 아니라 사용자 감정 인식이 가능한 돌봄로봇, 소비자 상품 반응 분석 서비스 등으로 활용 범위를 넓혀갈 예정”이라고 밝혔다.
 
UNPU의 에너지 효율(소모 전력 대비 연산 속도)은 동일 조건에서 미국 엔비디아(NVIDIA)의 GPU ‘TX2’, 삼성전자 갤럭시S6의 GPU보다 각각 24배, 90배가량 높은 것으로 나타났다. 0.29W(와트)의 전력으로 초당 346장의 스마트폰 사진을 처리한다. 구글이 인공지능 기반의 클라우드 서비스를 목적으로 개발한 고효율 프로세서 ‘텐서 처리장치(TPU)’보다도 4배 이상 높다.
 
이처럼 UNPU의 에너지 효율이 높은 이유는 인식 대상에 따라 연산 방식을 1진법부터 복잡한 16진법까지 자유자재로 최적화 하고, 칩 하나로 2가지 인공신경망을 동시에 처리할 수 있기 때문이다. 이미지 속 객체 분류, 인식 등에 사용되는 ‘회선 인공신경망(CNN)’과 음성 인식, 단어 의미 해석, 영상 인식 등에 쓰이는 ‘재귀 인공신경망(RNN)’을 결합한 형태다. 이렇게 연산 방식을 바꿀 수 있고 2가지 이상의 인공신경망을 처리할 수 있는 프로세서는 UNPU가 세계 최초다.

 

유 교수는 “기술 보완 등 검증 절차를 거쳐 내년이면 상용화 할 수 있을 것으로 기대한다”며 “이미 삼성전자, 애플 등 기업을 대상으로 기술 프레젠테이션을 했으며 높은 관심을 보이고 있다”고 밝혔다. 다만 그는 “대량 생산을 위해서는 구체적인 투자 유치가 필요하다”고 덧붙였다.

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