홍리 그룹, 청정 에너지 및 에너지 저장 애플리케이션 분야 기회 모색 전략 계획 발표

ARM, 뇌 모방 AI 칩 'SpiNNaker2'로 저전력 고효율 컴퓨팅 시장 공략 영국 맨체스터 대학교에서 시작된 '메시(mesh)' 컴퓨팅 개념이 독일 TU 드레스덴의 연구를 거쳐 현대 실리콘 기술에 접목되면서 AI 분야의 새로운 지평을 열고 있습니다. 이 개념은 인간의 뇌가 수많은 저전력 노드들이 이벤트 기반으로 작동하며, 학습을 통해 연결성을 변화시키는 원리를 차용합니다. 이는 기존 인공지능(AI) 모델이 직면한 전력 소모 및 효율성 문제를 해결할 열쇠로 주목받고 있습니다. 이러한 뇌 모방 컴퓨팅 아이디어는 2013년 '휴먼 브레인 프로젝트(Human Brain Project)'를 통해 처음 소개되었습니다. ARM1 프로세서의 초기 개발자 중 한 명인 스티브 퍼버(Steve Furber) 맨체스터 대학교 교수가 이 아이디어를 제시했으며, TU 드레스덴의 크리스티안 마이어(Christian Mayr) 박사 연구팀이 이를 더욱 발전시켰습니다. 양측의 협력은 대규모 뇌 모방 메시 컴퓨팅을 통해 다양한 시나리오에서 저전력 AI 구현을 목표로 했으며, 이러한 노력은 2021년 스타트업 'SpiNNcloud Systems'의 설립으로 이어졌습니다. 이 연구 철학을 기반으로 한 첫 번째 제품은 스티브 퍼버 교수가 주도한 스파이킹 신경망 아키텍처(Spiking Neural Network Architecture) 기반의 SpiNNaker1 마이크로칩입니다. 이 ARM 기반 칩은 백만 개의 코어로 구성된 슈퍼컴퓨터를 구축하는 데 사용되었으며, 실시간 뇌 시뮬레이션 모델링을 지원했습니다. SpiNNaker1은 신경모방(neuromorphic) 분야의 선구자로서 신경과학 분야의 뇌 연구 발전에 기여했으며, 국가 연구소 및 R&D 센터의 관심을 끌었습니다. 이후 SpiNNcloud는 두 대학의 메시 컴퓨팅 개념을 차세대 SpiNNaker2로 한 단계 발전시켰습니다. SpiNNaker2는 기존 AI보다 훨씬 효율적인 알고리즘을 제공합니다. 이 하이브리드 AI 프로세서는 ARM Cortex-M4 코어로 구동되는 대규모 상호 연결 프로세서 메시를 활용하여 1천만 개의 코어를 갖춘 슈퍼컴퓨터를 구축합니다. 또한, 이벤트 기반 심층 신경망(DNN)을 실행하기 위한 가속기가 통합되어 있어, 신경모방 원리와 기존 DNN을 결합하여 상당한 에너지 절감을 달성하는 혁신적인 접근 방식을 보여줍니다. SpiNNaker2는 복잡한 생산 최적화 및 물류, 신약 개발, 새로운 대규모 언어 모델(LLM), 로보틱스, 스마트 농업 및 인지 도시 애플리케이션 등 다양한 사용 사례에서 실시간으로 대규모 AI를 매우 높은 에너지 효율로 구현합니다. 이미 이 제품과 뇌 모방 아키텍처에 대한 기업 및 연구 기관의 관심이 뜨겁습니다. 이는 고성능 컴퓨팅(HPC)에 전통적으로 사용되는 최첨단 GPU 대비 10배의 에너지 효율성을 보여주는 SpiNNaker2 마이크로칩의 인상적인 성능 지표에서도 나타납니다. 또한, GPU로는 불가능했던 뇌와 유사한 수준의 연결성을 가능하게 합니다. SpiNNcloud의 공동 창립자이자 공동 CEO인 헥터 곤잘레스(Héctor González)는 다양한 AI 워크로드를 실행할 때 에너지 발자국을 줄이는 데 SpiNNcloud가 중요한 전략적 역할을 할 것이라고 강조합니다. 그는 "주요 전략적 파트너와 전체 ARM 기술 생태계는 AI 모델이 가능한 가장 에너지 효율적인 방식으로 배포되는 미래로 전환하고 있습니다. 이것이 SpiNNaker2와 대규모 AI를 위한 메시 개념의 가치입니다."라고 말했습니다. ARM의 저전력, 고효율 기술 리더십은 대규모 효율적인 AI 솔루션을 확장하는 데 기여하고 있습니다. Cortex-M은 대규모 AI를 위한 일반적인 제품 라인은 아니지만, SpiNNaker2에 활용되는 메시 개념에 필요한 저전력 기능을 위해 이상적인 IP 프로세서였습니다. 이는 SpiNNcloud의 접근 방식을 기존 HPC와 차별화하는 핵심 요소 중 하나입니다. 곤잘레스는 "우리는 면적과 전력 측면에서 전반적인 발자국을 줄이는 것을 목표로 하는 대규모 프로세싱 요소 메시를 가지고 있습니다. Cortex-M 라인은 정확히 이러한 요구 사항을 충족합니다. ARM의 기술은 우리가 SpiNNaker2를 통해 목표로 하는 다양한 시장에서 이미 입증되었습니다."라고 덧붙였습니다. ARM의 기술 역량과 더불어 곤잘레스는 '독특한' 생태계에 대해서도 높이 평가했습니다. 그는 "ARM과 협력하는 주요 이점 중 하나는 생태계입니다. 최고 수준의 기술 기업부터 수백만 명의 개발자에 이르기까지 광범위한 파트너와 함께하는 매우 독특한 생태계입니다."라고 말했습니다. ARM의 기술 역량과 독특한 생태계는 스타트업을 위한 ARM 유연 액세스(Arm Flexible Access for Startups) 프로그램과 결합되어, 프로토타입 개발 중 ARM IP에 대한 조기 무상 액세스와 폭넓은 기술 지원을 제공함으로써 초기 단계 스타트업이 혁신적인 프로세서 설계를 신속하게 진행할 수 있도록 합니다. SpiNNcloud와 ARM의 관계는 '휴먼 브레인 프로젝트' 당시 ARM 학술 접근(Arm Academic Access)으로 시작되었으나, 연구팀에서 분사되면서 스타트업을 위한 ARM 유연 액세스로 전환되었습니다. 곤잘레스는 "스타트업을 위한 ARM 유연 액세스를 통한 프로토타입 개발 중 ARM IP에 대한 조기 무상 액세스는 SpiNNcloud에 매우 도움이 되었습니다. 일반적으로 스타트업은 선불로 비용을 지불해야 하지만, 이는 회사가 제품 개발 초기 단계에서 현금 흐름을 관리하는 데 도움이 되었습니다. 광범위한 ARM 생태계 지원을 포함하는 이 프로그램은 또한 제품을 즉시 상용화할 수 있는 수단을 제공했습니다."라고 설명했습니다. SpiNNcloud의 사례는 스타트업을 위한 ARM 유연 액세스가 초기 단계 스타트업에 제공하는 이점을 잘 보여줍니다. 이 프로그램은 SpiNNcloud와 같은 스타트업을 다른 선도적인 기술 기업과 동등한 기술 수준으로 끌어올려, 실리콘 기반의 뇌 모방 AI라는 회사의 혁신적인 비전을 현실로 만드는 데 기여하고 있습니다.