🧠 한국이 만든 AI 반도체, NPU의 시대가 온다

출처: 셔터스톡

 

🔍 NPU란 무엇인가요?

**NPU(Neural Processing Unit)**는 인공지능 연산에 최적화된 특수 반도체입니다.
기존의 GPU(Graphics Processing Unit)가 영상 처리와 AI 모두를 다루는 범용 장치라면, NPU는 AI 특히 ‘신경망 연산’에만 집중한 전용 칩입니다.
특히 저전력 고효율이라는 점에서 최근 AI 데이터센터와 모바일 디바이스용 AI 칩의 핵심 기술로 떠오르고 있습니다.

 

⚡ 국내 기술력, 엔비디아 GPU 능가했다?

2025년 7월, KAIST 박종세 교수팀과 **스타트업 하이퍼엑셀(HyperExcel)**이 함께 개발한 생성형 AI 전용 NPU 기술이 큰 주목을 받았습니다.

 

📌 주요 성과 요약

전력 소비	GPU보다 44% 절감
추론 성능	평균 60% 이상 향상
활용 분야	생성형 AI, AI 클라우드, 에이전틱 AI 등
기술 포인트	KV 캐시 양자화(메모리 최적화), 기존 NPU 호환성 유지

 

 

🧠 핵심 기술: KV 캐시 양자화란?

• 생성형 AI(GPT, Gemini 등)는 **KV 캐시(Key-Value Cache)**라는 임시 메모리를 많이 사용
• 이 캐시를 ‘양자화(quantization)’, 즉 데이터 크기를 줄여
• 메모리 사용량 ↓, 전력 소모 ↓, 처리 효율 ↑

결과적으로 GPU 없이도 대규모 AI 모델을 NPU만으로 구동할 수 있는 길을 열었습니다.

 

🌐 한국 NPU, 어디까지 왔을까?

• KAIST-HyperExcel의 성과는 세계 최고 학회인 **ISCA 2025(도쿄)**에 정식 채택되며 세계적 기술력을 인정받았습니다.
• 특히 챗GPT, 제미나이처럼 초거대 AI 모델의 추론용 클라우드 구축비용을 획기적으로 줄일 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다.

💡 참고로, MS와 구글은 생성형 AI 구동을 위해 매년 수십만 장의 엔비디아 GPU를 구매 중입니다. 이 대체재가 상용화된다면 국산 AI 인프라의 판도가 바뀔 수 있습니다.

 

 

🤖 어디에 쓰일까?

• AI 클라우드 서버
• 에이전틱 AI(AI Agent)
• 모바일 단말기와 IoT 기기
• 국방·의료·자율주행 등 고신뢰 분야

 

📌 마무리 요약

그동안 AI 반도체 시장은 미국의 엔비디아가 독점하다시피 했지만,
이제는 한국도 전력 효율·성능을 모두 잡은 NPU 기술력을 통해
AI 대전환 시대의 주인공으로 떠오를 가능성을 보여주고 있습니다.

"AI가 바꿀 세상, 그 심장에는 한국 기술이 탑재될지도 모릅니다."

 

 

엔비디아 GPU 능가할 ‘NPU’…저전력으로 60% 이상 추론성능 구현

 

"GPU보다 전력 적게 쓰고도 성능 60%↑" AI 반도체 기술 개발 | 연합뉴스

 

≪특허뉴스≫ KAIST, 챗GPT 성능 60% 향상시키는 초저전력 NPU 핵심 기술 개발 성공