최근 몇 년 동안, FPGA (Field-Programmable Gate Array) 기술은 컴퓨터 과학과 공학 분야에서 빠르게 주목받고 있습니다. 이 유연하고 프로그래밍 가능한 반도체는 다양한 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공하며, 미래의 기술 발전을 주도하고 있습니다.
AI 가속기는 인공지능 (AI) 을 구현하고 실행하기 위한 전용 하드웨어에 적용된 기술입니다. 초창기에는 범용 컴퓨터 부품을 이용해 구현되었으나, 머신러닝과 딥러닝의 발전으로 일반적인 컴퓨터 부품으로는 소프트웨어의 발전 속도를 따라가는 데 한계가 있었습니다. 이에 따라 인공지능만을 위한 독자적인 하드웨어인 인공지능 가속기가 개발되었습니다.
AI 가속기종류
CPU ( 중앙처리장치 ): 일반적인 컴퓨터의 중앙 처리 장치입니다. AI 작업에도 사용할 수 있지만, AI 가속기에 비해 성능과 효율성이 낮습니다.
GPU ( 그래픽처리장치 ): 대량의 데이터를 병렬 처리하는 데 특화된 그래픽 처리 장치입니다. 엔비디아 (NVIDIA) 의 GPU 가 AI 가속기 시장을 리딩하고 있습니다.
FPGA ( 용도변경이 가능한 반도체 ): 사용자가 프로그래밍할 수 있는 반도체로, 특정 AI 작업에 맞춰 구성할 수 있습니다.
ASIC ( 주문형 반도체 ): 특정 애플리케이션에 최적화된 맞춤형 칩입니다.
이러한 AI 가속기들은 로봇 공학, 사물 인터넷 (IoT), 그리고 기타 데이터 집약적이거나 센서 기반 작업을 위한 알고리즘에 널리 사용됩니다. 최근 AI 시장의 성장으로 AI 가속기 시장도 빠르게 커지고 있으며, 엔비디아의 GPU 를 비롯한 다양한 기술이 발전하고 있습니다.
FPGA (Field-Programmable Gate Array) 란?
FPGA 는 디지털 회로를 마치 프로그램하듯이 설계할 수 있게 만들어진 반도체 칩입니다.
비어 있는 회로판과 같이, 그 자체로 아무것도 할 수 없습니다. 디자이너는 FPGA 에 대해 비트 파일이라고 하는 구성 파일을 작성해야 합니다.
FPGA 의 적용 분야
전 세계적으로 FPGA 가 주로 사용되는 애플리케이션 영역은 다음과 같습니다 :
의료
항공 · 우주 · 국방 · 철도
테스트
AI· 머신러닝 .
한국 주식시장의 FPGA 기업
SK 텔레콤 : SK 텔레콤은 자일링스 FPGA 기반의 AI 솔루션을 도입했습니다. 이를 통해 고도의 AI 연산이 필요한 다양한 분야에서 FPGA 를 활용하고 있습니다.
네이버 : 네이버도 인텔의 FPGA 기반 클라우드 시스템을 도입했습니다. 이를 통해 AI 시스템의 성능을 향상시키고 있습니다.
삼성전자 : 삼성전자는 AI 반도체 솔루션 개발 검증을 위해 자일링스의 FPGA 를 사용하고 있습니다. 이를 통해 주문형 반도체 (ASIC) 형태의 AI 반도체 개발에 나섰습니다.
매커스 : 매커스는 삼성전자와 네이버가 사용하는 자일링스 'FPGA' 의 상장사 유일 총판입니다. 이를 통해 AI 가속기로 FPGA 의 쓰임새가 확대되고 있습니다.
유니트론텍 (Unitrontech):
유니트론텍은 반도체와 컴퓨터 기술 분야에서 활동하는 기업입니다.
주요 제품 : URC-100 (Qualcomm Robotics SoC 기반의 로봇용 컴퓨팅 모듈 )
주요 특징 : 고성능 AP, 카메라 프로세스, 외부 NPU, 8 채널 카메라 인터페이스, 4K 120 fps 비디오 인코더
유니퀘스트 (Uniquest):
Intel FPGA 를 다루는 기업입니다.
주요 제품 : Intel® FPGAs & SoC FPGAs.
특징 : 임베디드 SRAM, 고속 트랜시버, 논리 블록, 라우팅 등을 구성할 수 있으며, IP 와 소프트웨어 도구를 활용하여 개발 시간과 비용을 절감합니다.
에프에스티 (FST):
에프에스티는 펠리클 (FEL) 제조 기업입니다.
펠리클은 반도체 노광 공정에서 포토마스크의 오염을 최소화하기 위해 사용되는 덮개입니다.
코아시아기업 (CoAsia Group):
코아시아그룹은 반도체 집적회로 디자인 서비스를 제공하는 기업입니다.
주요 계열사 : CoAsia Electronics, CoAsia SEMI, CoAsia NEXELL.