마이크로소프트, 홀로렌즈2에 인공지능 칩 탑재

 

HPU_2.0

마이크로소프트는 MR(Mixed Reality) 헤드셋 홀로렌즈(HoloLens) 차기 버전에 딥 러닝 인공지능 처리 전용 칩을 탑재할 것이라고 밝혔다. 

홀로렌즈에 탑재될 칩은 딥 심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)으로 머신러닝 기반의 알고리즘인 것으로 알려졌다. 

세계 최대 ‘컴퓨터 비전 및 패턴 인식’ 컨퍼런스인 CVPR에 참여한 마이크로소프트 인공지능 리서치 사업부 해리선(Harry Shun)은  “홀로렌즈에서 헤드 트래킹 카메라나 관성계측 유닛 등의 각종 센서로부터 정보를 처리하기 위해 커스텀 멀티 프로세서 HPU(Holographic Processing Unit)를 개발했다”라며, “차세대 홀로렌즈에 탑재되는 HPU 2.0에는 딥 뉴럴네트워크(DNN)을 구현하기 위한 인공지능 보조 프로세서(AI Coprocessor)를 탑재해 작동 하도록 설계했다”고 말했다.

또한 차기 모델 홀로렌즈2에는 인공지능 센서, 디스플레이, 배터리를 위한 기술을 추가해 홀로그래픽을 더 강력하게 구현해 낼 것이라고 밝혔다. 

특히 주목할 대목은 마이크로소프트가 데이터 전송을 클라우드 서버에 보내 처리하지 않고, 기기 안에서 직접 AI 기술을 구현한다는 점이다. 따라서 저전력으로 속도를 향상시키기 위해 HPU 칩을 설계한 것으로 분석된다. 

지금까지 사용자의 스마트 기기에서 인공지능 구현은 머신러닝 연산 특성상 대용량의 데이터를 처리해야하기 때문에 클라우드 서버로 전송해야 했다. 따라서 전송부터 응답까지 시간 지연이 생길 수밖에 없다. 또한 필수적으로 인터넷이 연결되어야 하는 단점이 있을 수밖에 없다.

글로벌 IT 선두기업들 역시 기존 머신러닝 프레임워크를 동일하게 적용해 스마트 기기에서 미리 학습된 머신러닝 칩을 개발하고 있다. 네트워크 상태가 불안정하거나 인터넷 연결 없이도 인공지능 기능을 온전히 사용자경험(UX)으로 제공할 수 있고, 속도 또한 높이는 기술개발에 온 힘을 쏟고 있다. 

데이터 전송 시간을 최소화하는 것은 자율주행차량이나 드론(무인항공기) 등에서도 핵심영역이 된다는 점이다. 이들 본체의 수많은 센서를 통해 엄청난 양의 실시간 데이터를 수집하고 처리 또한 실시간으로 해야 한다. 이점이 매우 중요하다. 결국 클라우드 컴퓨팅 방식에 근본적인 변화가 있어야 한다는 뜻으로 해석해 볼 수 있다.

실제로 클라우드 컴퓨팅 시대가 지고, 엣지 컴퓨팅 시대가 오고 있다는 설득력 있는 주장도 나오고 있다. 엣지 컴퓨팅(Edge computing)이란 하드웨어와 가까운 위치에서 데이터를 분석하고 인공지능 구현이 가능한 컴퓨팅 기기를 탑재한 기술이다. 기존 중앙 서버에서 데이터를 처리하는 클라우드 컴퓨팅과는 정 반대되는 개념이다. 

최근에는 마이크로소프트 외에도 다른 기업들 역시 인공지능 칩 개발에 박차를 가하고 있다. 아마존(Amazon)은 최근 엔비디아(Nvidia)와 제휴해 환경에 따라 가장 좋은 성능을 내도록 회로를 변경하여 맞춤 설정할 수 있도록 하는 FPGA(Field Programmable Gate Array)’기반의 새로운 칩 ‘볼타(Volta)’라는 매우 강력하고 효율적인 새로운 칩 설계한 바 있다. 

또한 애플은 뉴럴엔진(Neural Engine) 칩 개발에 집중하고 있다. 이 칩은 안면 인식 등 비전(Vision)과 음성 인식 자연어처리(NLP, Naural Language Processing)와 같은 AI 프로세스를 처리한다. 또한 저전력으로 배터리 전력을 최소화하고,  증강현실(AR, Augmented reality) 전용 AI 칩의 처리 능력을 향상시킬 수 있다. 이 말은 클라우드 서버를 사용하지 않고 기기에서만 동작하기 때문에 속도가 현격하게 빠를 수밖에 없다는 얘기다. 또한 개인정보 걱정이 없어 애플의 사생활 보호 정책에 부합한다.

앞서 구글도 지난 5월 ‘구글 I / O 개발자 컨퍼런스’를 통해 모바일 기기 환경에 최적화된 머신러닝 프레임워크 버전인 텐서플로 라이트(TensorFlow Lite)와 45 테라플롭 급 성능의 TPU2 칩을 선보였다. 인공지능에 특화된 모바일 칩을 개발해 스마트폰 등 모바일 기기에서 저전력으로 머신러닝 구현을 빨리 처리하겠다는 것이다. 

인텔 역시 2016년 8월, ‘인공지능(AI) 스타트업 ‘너바나 시스템즈(Nervana Systems)’을 인수하고 그 기술에 맞춰 연내에 인공지능 칩을 내 놓는다는 계획이다. 

심지어 중국 스타트업도 인공지능 전용 칩을 개발했다. ‘호라이즌 로보틱스(Horizon Robotics)'는 지난해에 구글 인공지능 전용 칩인 ’텐서 프로세싱 유닛(TPU)'과 같은 인공지능 전용 칩을 개발했다.

결국 CPU와 GPU, 메모리가 하나로 통합되는 인공지능 칩 개발에 미래 기술 주도권 경쟁에서 누가 우위를 점할 수 있을지 업계 관심이 쏠리고 있다.  


[김들풀 기자  itnews@itnews.or.kr]