하이퍼비주얼AI, GPNPU 아키텍처 완성…피지컬 AI 협업 가속화

하이퍼비주얼에이아이(대표 정삼윤)가 차세대 연산 프로세서인 GPNPU(General-Purpose Neural Processing Unit)의 HW 및 SW 아키텍처(Architecture)를 완성하고 이를 IP(설계자산)로 고도화하는 작업을 진행 중이라고 16일 발표했다.

동사는 GPGPU와 NPU가 동일 메모리 공간을 Shared Memory Interface를 통해 공유하며 각기 병렬 및 행렬 연산을 수행하도록 설계된 GPNPU 하드웨어 구조를 개발했다. 또한, 다양한 데이터 형식을 포괄하는 ISA를 바탕으로 한 소프트웨어 아키텍처도 구현했다.

GPNPU 아키텍처는 개발 편의성과 광범위한 호환성이 특징이다. 동사가 개발 중인 GPNPU는 NVIDIA CUDA 환경의 주요 함수 라이브러리인 cuDNN(CUDA Deep Neural Network) 및 cuBLAS(CUDA Basic Linear Algebra Subprograms)와 동일한 기능을 지원하여, 기존 CUDA 환경에서 파이토치(Pytorch)를 이용해 개발된 AI 모델을 동사가 제공하는 라이브러리 코드를 추가하는 것만으로 GPNPU로 쉽게 포팅(Porting)할 수 있다.

또한 GPU와 NPU를 동일 환경에서 코딩할 수 있는 통합 컴파일러(Compiler)를 제공하여, 복잡한 모델 포팅 과정을 단순화했다며, 개발자들이 기존 NPU 환경에서 모델 포팅을 위해 투자한 시간과 노력을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대된다고 밝혔다.

이에 따라 개발자는 고성능 NVIDIA GPU 서버에서 모델 학습을 진행하고 최적화하여, 해당 모델을 엣지 디바이스의 GPNPU 프로세서에 이식해 온디바이스 AI를 즉각적으로 구현할 수 있게 된다.

하이퍼비주얼에이아이는 GPNPU의 성능을 한 단계 끌어올릴 핵심 기능도 개발하고 있다. 현재 GPU와 NPU 프로세서의 연산 부하를 실시간 모니터링하고, Workload를 자동으로 분배하는 기능을 개발 중이며 이 기능이 완성되면 GPNPU는 작업 부하에 따라 가장 효율적인 프로세서에 연산을 할당하여 성능과 전력 효율 모두를 극대화할 수 있게 된다.

GPNPU는 최근 급속도로 발전하는 인공지능 모델의 다양한 연산 방식에 대한 유연한 대응이 가능하여 디바이스 출시 후에도 펌웨어 또는 소프트웨어 업데이트를 통해 지속적인 인공지능 모델 업그레이드를 지원함으로써 인공지능 디바이스의 수명과 가치를 높여줄 것으로 기대된다. 하이퍼비주얼에이아이는 현재 비전 AI 모델인 ViT (Vision Transformer) 및 YOLO V.13 모델의 구동 데모를 구현하였으며, 2025년 말까지 GPNPU IP화 작업을 마무리할 계획이다.

정삼윤 대표는 “신규 프로세서 채용을 위해서는 기존 인공지능 모델 개발 환경과의 호환성 확보가 관건으로 컴파일러 및 AI Stack의 확장성이 주요 경쟁 요소이며, 동사는 향후 Pytorch외에도, ONNX(Open Neural Network Exchange), TensorFlow 등 다른 DNN 프레임워크에서 만들어진 모델들을 서로 호환 가능한 개발 환경을 제공하고, GPNPU HW와 도메인별 인공지능 모델 최적화, 컴파일러, 라이브러리 및 AI stack 등 온디바이스 AI 풀스택을 지원을 통해 온디바이스AI 개발자들에게 전례 없는 자유도와 효율성을 제공할 것”이라며, “앞으로도 온디바이스 AI 혁신을 선도해 나가겠다”고 밝혔다.

GPNPU는 온디바이스 및 수직적 AI(Vertical AI, 산업별로 특화된 인공지능) 시장에 필요한 핵심 기술로서 다양한 디바이스별 시스템온칩(SoC) 설계와 미래에 등장할 예측불가능하고 혁신적인 차세대 AI 알고리즘에 대응할 수 있는 핵심 기술로 알려지고 있다.

하이퍼비주얼에이아이는 지난 7월 딥테크 기술사업화 전문 VC인 케이그라운드벤처스(대표 조남훈)가 이끄는 AI융복합·피지컬AI 얼라이언스에 주도적으로 참여해 티라로보틱스(대표 김동경), 윔(대표 전우진)과 함께 자율주행로봇인 AMR(Autonomous Mobile Robot)용 IP공동개발을 위한 협약을 체결하고 개발을 추진 중이며 향후에도 글로벌 수준의 다수 기업과 함께 피지컬 AI 및 산업용 풀스택 AI 개발에 나설 것이라고 밝혔다.

한편, AI융복합·피지컬 AI얼라이언스(공동위원장 윤석진, 한인석, 조남훈)는 AI전용 펀드 조성과 기업·산업간 융합지원을 통해 AX혁신을 촉진하는 등 산업AX생태계 조성을 이끌고 있다. 국내외 바이오, 메디컬, 반도체, 방산, 모빌리티 스타트업과 AI 글로벌 밸류체인을 연결해 풀스택 AI산업으로 성장시키기 위해 플러그앤플레이 등 다양한 글로벌 네트웍들과 협력하고 있는 것으로 알려졌다.

딜로이트 리포트에 따르면 온디바이스 AI 시장은 매년 27.95% 성장하여 2031년 167억달러에 이르는 등 급성장할 것으로 예상되고 있으며 버티컬 AI시장도 매년 20% 이상 성장해 2032년 2105억 달러 규모에 이를 것으로 전망했다.

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