반도체 회사도 아닌데 줄줄이 뛰어든 빅테크…경계 허물어진 'AI칩 전쟁'

구글·MS·메타·네이버 줄줄이 AI칩 개발
CPU 시장 장악한 인텔 울타리에서도 독립 추진

아마존과 구글, 페이스북, MS 등의 로고 이미지 합성. AFP 자료사진

글로벌 빅테크들이 인공지능(AI) 기술 주도권을 쥐기 위해 더 똑똑한 거대언어모델(LLM)을 만드는 대신 자체 AI칩과 중앙처리장치(CPU) 개발에 뛰어들고 있다. AI 기술 경쟁 과열로 AI칩 수요가 폭증하자 전통 반도체 회사가 아닌 AI 기술 회사까지 칩 설계에 나선 것이다.

엔비디아 벗어나자

인공지능(AI) 반도체 이미지. 게티이미지뱅크

16일 정보기술(IT) 업계에 따르면 빅테크들은 생성형 AI를 만들기 위해 고성능 컴퓨터를 앞다퉈 도입 중이다. 생성형 AI 구현의 핵심은 그래픽처리장치(GPU). 한 번에 여러 계산을 할 수 있어 복잡한 AI 훈련과 서비스에 알맞은 AI반도체로 활용되고 있다. 현재 엔비디아가 점유율에서 압도적 1위다.

최근 들어 구글, 메타, 마이크로소프트(MS) 등은 '엔비디아 의존도 줄이기'에 힘을 쏟고 있다. 비싼 GPU 대신 AI 훈련 효율성을 높여주는 칩 개발에 나선 것. 독자적 AI 생태계를 마련하려는 구글이 선봉에 섰다. 최근 생성형 AI 모델인 '제미나이'를 훈련하기 위해 만들어진 텐서처리장치(TPU) 신제품 'v5p'를 정식 출시했다. TPU는 구글의 자체 AI전용 칩이다. 엔비디아가 제작한 고급 AI칩에 대항할 수 있는 대안으로 꼽혔지만 직접 살 수 없었는데 엔비디아의 첨단 AI칩을 대체하기 위해 자체 AI칩을 시장에 내놓은 것이다. 구글 클라우드는 "v5p는 현존하는 가장 강력한 제품"이라고 자신했다.

MS도 지난해 11월 AI학습과 추론을 위해 직접 설계한 칩인 '마이아100'을 내놓았다. MS의 AI 가속기 '애저 마이아' 시리즈의 첫 세대 제품이다. 마이아100은 1,050억 개의 트랜지스터를 갖췄고 5나노미터(nm) 공정으로 만들어졌다. 마이아100은 MS와 동맹 관계인 오픈AI가 테스트하고 있다. 또 MS는 AI 추론 전용칩 '아테나' 개발을 위해서도 AMD와 힘을 모으고 있다.

주요 빅테크 반도체 개발 최근 현황. 한국일보

메타도 자체 AI칩인 MTIAv2(Meta Training and Inference Accelerator·메타 훈련 및 추론 가속기)를 꺼냈다. 메타의 자체 LLM인 '라마'와 같은 생성형 AI를 훈련하기 위해 기획됐다. 현재 메타가 운영하는 사회관계망서비스(SNS) 페이스북이나 인스타그램의 추천 알고리즘을 만드는 데 활용되고 있다고 한다. 아마존웹서비스(AWS)도 AI 추론칩 'AWS 인퍼런시아(AWS Inferentia)'를 개발해 데이터센터(IDC)에 적용하고 있다.

국내에선 네이버클라우드가 삼성전자와 내년 초 출시를 목표로 AI칩 '마하1'을 만드는 중이다. 네이버클라우드는 AI칩 '가우디'(Gaudi)를 가진 인텔 등 국내 학계 및 스타트업과 공동 연구를 진행하기로 했다.

CPU도 자체 제작 나선 구글·MS·AWS

구글 사옥. 게티이미지뱅크

IDC용 CPU 시장에 도전하는 빅테크도 늘어나고 있다. AI용 IDC를 지을 때 가장 중요한 칩은 CPU와 GPU다. GPU는 AI 업무 처리 속도를 빠르게 높여주는 가속기 역할을 한다. 컴퓨터 작업에 필요한 기본 업무는 CPU가 맡는데 빅테크들이 CPU 시장을 장악한 인텔에 대한 의존도를 줄이기 위해 직접 개발에 나선 것이다.

구글이 최근 설계한 IDC용 CPU 엑시온이 대표적이다. 구글이 반도체 설계기업인 ARM과 협력해 만들었다. 기존 x86 CPU보다 최대 50% 향상된 성능, 최대 60% 향상된 에너지 효율성을 보인다는 게 구글의 설명이다. AWS는 2018년에 IDC용 CPU '그래비톤'을 직접 제작했다. MS도 지난해 자체 제작한 CPU인 코발트를 내놨다.

IT 업계 관계자는 "클라우드 기업이 자체 칩을 가지면 반도체 공급 기업의 영향력에서 벗어날 수 있는 장점이 크다"면서도 "빅테크라도 (설계에 있어) 독자 기술력은 모자라기 때문에 기업 간 연합이 많이 이뤄질 것"이라고 봤다.

김지현 기자 hyun1620@hankookilbo.com