ARM, IoT를 위한 AI: 마지막 개척지 개방

Arm, AIoT 성능 500배 향상 신규 코어 공개

Arm의 새로운 Cortex-M55 CPU와 Ethos-U55 마이크로 신경망 처리 장치(microNPU)가 사물인터넷(IoT) 기기에서의 인공지능(AI) 성능을 기존 대비 최대 500배까지 끌어올리며 AIoT(AI for IoT) 분야의 새로운 지평을 열었습니다. Arm 엔지니어링 팀은 2019년 말, 이 두 칩을 결합하여 기존의 마이크로컨트롤러 및 신경망 프로세서의 성능을 혁신적으로 개선하는 데 성공했습니다. 이는 개발자들이 AIoT 솔루션에 머신러닝(ML)을 더욱 폭넓게 적용할 수 있는 기반을 마련한 것으로 평가됩니다.

이번 신규 코어 출시로 인해 AIoT 기기에서 구현 가능한 애플리케이션의 범위가 크게 확장되었습니다. 특히, 자율주행차와 같이 현재 기술의 한계를 넘어서야 하는 혁신적인 기술 구현에 기여할 것으로 기대됩니다. 또한, 음성 및 제스처 기반의 기기 제어, 예측적 고장 감지 시스템 등 새로운 인간 보조 장치 개발에도 활용될 전망입니다.

이러한 AIoT 기술 발전은 이미 존재하는 기술을 한 단계 더 발전시키는 데에도 기여하고 있습니다. 대표적인 예로, 시각 장애인을 위한 스마트 지팡이가 있습니다. 현재 미국에 1,000만 명, 전 세계적으로 약 3억 명의 시각 장애인이 있으며, 이들을 위한 웨어러블 기기 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 기존 스마트 지팡이는 초음파 센서를 활용하여 주변 환경을 감지하고 안내하지만, 초음파의 제한적인 범위와 낮은 정확도는 설계의 복잡성과 전력 소모 증가로 이어지는 단점이 있었습니다.

Arm의 Cortex-M55와 Ethos-U55 프로세서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 360도 카메라를 활용한 AI 기반 시각 센싱으로 초음파 센서를 대체하고, 무선 통신 및 내비게이션 기능과 함께 하루 종일 사용할 수 있는 초슬림 배터리로 구동되는 스마트 지팡이를 구현할 수 있습니다. 이는 기존 지팡이와 유사한 외형을 유지하면서도 궁극적인 시각 보조 장치로서의 역할을 수행할 수 있게 하며, AI 연산이 기기 자체에서 이루어지므로 셀룰러 연결이 끊어져도 기능에 문제가 없습니다.

Arm은 이번 기술 혁신이 특정 기업이나 칩 파트너의 노력만으로 이루어진 것이 아니라, 전 세계의 방대한 개발자 네트워크가 Arm 기술을 활용하여 만들어가는 결과라고 강조합니다. 따라서 Arm은 개발자 생태계와의 협력을 더욱 강화하는 데 집중하고 있습니다.

AIoT 분야의 소프트웨어 개발은 다양한 사용 사례와 하드웨어를 아우르는 복잡성을 가지고 있습니다. Arm은 개발자들이 기술 발전 과정에서 겪는 어려움을 최소화하기 위해 CMSIS-Core, CMSIS-DSP, CMSIS-NN API 및 라이브러리와 같은 하드웨어 추상화 계층의 발전에 힘쓰고 있습니다. 이러한 노력 덕분에 Arm Cortex-M 기반 기기용 ML 코드를 작성한 개발자는 해당 코드를 Cortex-M55 및 Ethos-U55 기반 칩에서도 쉽게 재활용할 수 있습니다.

또한, 개발자들이 선호하는 프레임워크와 툴체인이 하드웨어 공급업체로부터 완벽하게 지원받는 것은 매우 중요합니다. Arm은 이러한 요구를 충족시키기 위해 Google과 같은 AIoT 혁신 기업들과 협력하여 TensorFlow Lite Micro가 Cortex-M55 및 Ethos-U55 툴체인에서 완벽하게 지원되도록 하고 있습니다. TensorFlow Lite Micro 제품 관리자인 Ian Nappier는 Arm 프로세서 드라이버가 개발자의 TensorFlow 모델을 자동으로 최적화하여 어떤 하드웨어 구성에서도 최대한의 성능을 발휘하도록 지원할 것이라고 밝혔습니다.

Arm은 AI, IoT, 5G의 결합을 컴퓨팅의 제5의 물결(Fifth Wave of Computing)이라고 부르며, 이미 수많은 기기에서 AI와 IoT가 통합되는 것을 목격하고 있습니다. 이번 Cortex-M55와 Ethos-U55 프로세서의 결합은 이러한 통합을 한 차원 높은 성능으로 끌어올릴 것입니다. 이는 엣지 디바이스에서의 AI 연산 능력 강화, AI 기반 네트워크 엣지 구축, 그리고 Graviton과 같은 새로운 서버 기술을 통한 클라우드 효율성 및 비용 절감이라는 Arm의 분산 컴퓨팅 비전과 일치합니다.

최근 발표된 Arm 2020 Global AI Survey에 따르면, 소비자의 최대 75%는 데이터를 기기 자체에서 처리하는 것을 선호하며, 클라우드로는 필수적인 데이터만 전송하기를 원합니다. Arm의 새로운 프로세서는 기기의 AI 처리 능력을 향상시켜 클라우드 의존도를 낮춤으로써, 컴퓨팅 계층 간 민감한 데이터 접근을 제어할 수 있는 더욱 강력한 신뢰 프레임워크를 구축할 수 있게 합니다.

Arm은 Cortex-M55와 Ethos-U55 프로세서를 통해 AIoT 엔드포인트의 성능을 약 500배 향상시킨 것에 대해 기쁘게 생각하며, 이 기술이 개발자들에게 AI를 가장 작은 애플리케이션부터 가장 큰 규모의 사용 사례까지 확장할 수 있는 영감을 제공할 것이라고 기대합니다. 이는 이전보다 훨씬 효율적인 방식으로 이루어질 것입니다. Arm은 또한 새로운 기술을 통해 예상치 못한 혁신적인 제품이 탄생하는 순간을 기대하며, 이는 Arm, 생태계, 그리고 개발자들이 세상에 미칠 긍정적인 영향에 대한 축하가 될 것이라고 덧붙였습니다.