반도체 설계 기업 Arm(대표 르네 히스)이 지난 1일 그랜드 하얏트 서울 호텔에서 ‘Arm 테크 심포지아 2024’를 개최하고 AI, 클라우드/인프라, IoT, 자동화 등 다양한 기기에 최적화된 ‘컴퓨팅 플랫폼’에 대한 전략과 기술을 공유했다.

‘미래를 재창조하기’이라는 주제로 진행된 이 행사에서 Arm 제임스 맥니븐(James McNiven) 클라이언트 사업부 부사장이 ‘미래를 위한 AI 컴퓨팅 플랫폼 구축’을 주제로 국내 반도체 시장에서의 Arm의 역할과 AI 컴퓨팅 플랫폼 전략을 소개했다.

이와 함께, 세미파이브(SEMIFIVE) 조명현 대표와 크리스 버기 부사장(Chris Bergey)이 맞춤형 실리콘 설계와 AI, 에코 시스템 구축의 중요성을 논의했으며, Arm코리아의 황선욱 지사장이 텔레칩스 이장규 대표, 리벨리온 오진욱 CTO와 함께 Arm의 협력 방안을 다루는 패널 토의도 진행했다.

AI 반도체 생태계 강화하는 토털 디자인

Arm의 클라이언트 사업부 총괄 크리스 버기와 사업부 부사장 제임스 맥니븐은 이 행사에서 한국의 반도체 및 AI 산업의 발전과 기회에 대한 기대감을 밝혔다. 한국과 30년 이상 협력해온 Arm은 삼성과의 협업을 포함하여 다수의 파트너와 함께 지속적인 관계를 유지하고 있으며, 한국 시장이 반도체 및 AI 생태계에서 중요한 위치를 차지하고 있음을 강조했다.

크리스 버기는 “반도체는 이제 국가적 관심사로 자리 잡았으며, 향후 몇 년간 기술과의 상호작용 방식에 근본적인 변화를 가져올 것”이라며, 반도체가 지닌 잠재력을 강조했다. 제임스 맥니븐은 “한국이 자동차 산업에서 높은 로봇 밀도를 보유한 국가로서, AI와 자동화에서 세계적으로 선도적인 역할을 하고 있다. AI는 이미 다양한 시장에서 필수 기술로 자리 잡았으며, 앞으로 멀티모달 확장을 통해 이미지, 소리, 비디오 등 다양한 분야에서 활용될 것”으로 전망했다.

Arm은 AI 가속화를 위한 고효율 컴퓨팅 플랫폼을 제공하며, 개발자들이 최적의 성능을 빠르게 달성할 수 있도록 지원하고 있다. CPU, GPU, MPU 등 다양한 컴퓨팅 요구를 충족하는 이기종 컴퓨팅 플랫폼을 통해 AI 기술의 도입을 가속화하고 있다.

또한, 삼성, TSMC 등 주요 파운드리 파트너들과 협력해 AI 생태계를 강화하고 있으며, ‘토털 디자인(Total Design)’ 프로그램으로 ARM 플랫폼을 기반으로 AI 솔루션을 개발하고 배포할 수 있게 지원한다.

토털 디자인은 글로벌 협업으로 촉진해 생성AI 컴퓨팅을 위한 실제 CSS 기반 솔루션으로 이어졌다. 예를들면 Arm과 삼성전자 파운드리, 에이디테크놀로지, 리벨리온이 협력해 AI CPU 칩렛 플랫폼을 개발하고 있다. 

클라우드, HPC, AI/ML 학습 및 추론 워크로드를 대상으로 하는 이 플랫폼은 에이디테크놀로지의 네오버스 CSS V3 기반 컴퓨팅을 칩렛으로 구축하고 리벨리온의 REBEL AI 가속기를 해당 컴퓨팅 칩렛과 결합하여 삼성 파운드리의 2nm 게이트올어라운드(GAA) 첨단 공정 기술로 구현된다. 생성AI 워크로드(Llama3.1 405B 파라미터 LLMs)에 대해 약 2~3배의 효율성 이점을 제공하는 탁월한 성능과 최적의 전력 효율을 보장한다. Arm은 50여 개의 업계 리더와 협력해 이 칩렛 생태계를 조성하고 있으며, 이를 바탕으로 AI 솔루션이 효율적이고 정교하게 상용화될 수 있게 지원한다.

이와 같은 협력을 통해 Arm은 AI 기술이 한국 및 전 세계에 긍정적인 영향을 미칠 것을 기대하며, 앞으로도 혁신적인 기술 개발을 통해 글로벌 AI 및 반도체 시장에서 핵심적인 역할을 수행할 계획이라고 밝혔다.

한편, Arm은 ‘AI 컴퓨팅 성능 최적화’, ‘플랫폼 유연성 강화’, ‘사용자 경험 개선을 중심’으로 다양한 전략을 제시했다.

Arm의 컴퓨팅 플랫폼은 Arm 아키텍처를 기반으로 하며 ‘SVE2(Scalable Vector Extension 2)’와 같은 주요 워크로드 가속을 제공한다. SVE2는 벡터 길이를 확장할 수 있는 ‘SIMD 명령어 세트’로 고성능 컴퓨팅, 머신러닝, 디지털 신호 처리 등의 작업을 최적화해 비디오 및 이미지 처리 성능을 개선한다. 이 결과로 스마트폰에서 사진 품질과 비디오 재생시간을 높인다.

또한, AI 지원 소프트웨어와 통합해 AI 애플리케이션 성능을 극대화하는 가속 기능을 강화한다. 개발자는 추가 작업 없이 ARM CPU에서 최적화된 AI 워크로드를 활용할 수 있으며, 예를 들어 ARM의 개발자 도구 ‘클레이디.AI(Kleidi.AI’)는 파이토치와 통합해 LLM 모델 라마 3을 ARM 기반 ‘AWS Graviton 프로세서’에서 실행할 때 토큰 처리 시간을 2.5배 단축했다.

개발자는 하드웨어에 제약을 받지 않는 플랫폼을 필요로 한다. Arm은 소프트웨어 투자로 이를 현실화해 컴퓨팅 플랫폼에서 개발이 ‘쉽게 작동하는’ 단순하고 원활한 경험을 보장한다.

제임스 맥니븐은 기조연설에서 "다양한 분야의 전문 지식이 결합되는 실리콘 설계의 경우 Arm 에코시스템의 중요하다. 어떤 회사도 혼자서 모든 수준의 설계와 통합을 감당할 수는 없을 것"이라고 말했다.

‘맞춤형 실리콘 설계와 AI’ 반도체 산업 견인

세미파이브의 조명현 대표와 Arm의 크리스 버기 부사장은 맞춤형 실리콘 설계와 AI의 발전이 반도체 산업에 미치는 영향에 대해 논의했다.

세미파이브는 기존 디자인하우스 모델을 넘어선 설계 플랫폼을 구축해 기업들이 유연하게 SoC를 설계할 수 있게 지원하고 있다. 아울러, 다양한 기업들과의 협력으로 다수의 고성능 SoC를 개발했으며, ARM 기반 칩으로의 전환이 증가하고 있는 만큼 맞춤형 실리콘의 필요성이 커지고 있다고 강조했다.

버기 부사장은 데이터 센터 등 주요 산업에서 맞춤형 실리콘의 수요가 높아지고 있으며, 대기업들도 이를 통해 기회를 극대화하고 있다고 말했다. 또한, Arm이 소프트웨어 표준과 하드웨어 엔지니어링으로 맞춤형 실리콘 설계를 지원해 반도체 생태계가 강화될 것이라고 말했다.

이들은 맞춤형 실리콘과 AI가 소프트웨어 중심의 반도체 산업 변화를 이끄는 중요한 요소임을 강조하며, 이러한 변화는 협력적 에코시스템으로 가능해질 것이라고 밝혔다.

한편, 황선욱 지사장은 텔레칩스 및 리벨리온과 AI와 오토모티브 산업에서의 협력 방안을 논의했다.

텔레칩스는 Arm의 CPU 기반 소프트웨어 정의 차량(SDV) 및 첨단 운전자 지원 시스템 (ADAS) 기능을 SOC 설계에 반영하고 있다 또한, AI 가속기와 가상화 기술로 자율주행 등 다양한 자동차 기능을 구현해 SDV 환경에서의 사전 검증을 지원하는 전략을 제시했다.

아울러, Arm의 ‘헌터 CPU’를 활용한 제품을 개발 중이며, 차세대 칩에서도 Arm IP를 사용해 성능과 호환성을 확보할 예정이다. 자동차 산업의 장기 지원 요구에 부응하고, 시장 경쟁력을 강화할 것으로 예상된다.

리벨리온은 ‘오픈 칩 프로젝트’에서 삼성전자, Arm, 에디테크놀로지와 협력해 차세대 AI CPU칩렛 플랫폼 개발을 발표했다. 이 협력은 AI 워크로드 수요에 대응하는 것으로 리벨리온은 자사의 ML 칩셋과 Arm의 CPU를 결합해 기존 AI 컴퓨팅 대비 최대 10배까지 에너지 효율을 높이고, 고성능을 지원하는 AI 가속기를 개발할 예정이다.

그 외에도, 글로벌 경쟁력 강화를 위해 서버 솔루션을 고성능 및 에너지 효율을 만족하는 통합 제품으로 재정비하고 있으며, Arm의 네오버스 CPU 코어를 활용하고 있다. 양사는 기존 GPU 기반 AI 가속기 대비 성능이 향상된 AI 서버 솔루션을 제공할 계획이며, 하드웨어와 소프트웨어의 통합으로 기업이 쉽게 사용할 수 있는 솔루션을 구축을 지원할 예정이다.

황선욱 지사장은  “Arm의 최신 기술과 파트너사들의 혁신적인 접근이 결합돼 AI와 자동차 산업에서 가능성을 열어갈 것으로 기대한다.”고 말했다.

크리스 버기 부사장은 “Arm은 다양한 산업 분야에서 전력 효율성과 맞춤형 워크로드로 경쟁력을 확보하고 있다. 데이터 센터에서도 마이크로소프트, 구글, 아마존과 등의 주요 기업들이 Arm의 전력 효율성을 높이 평가하며 채택했다.”고 말했다.