스마트폰·PC에 AI 심었다…이젠 내 손 안의 인공지능 시대

최근 스마트폰, 자율주행자동차를 비롯한 개인용 기기에 자체 작동하는 생성형 인공지능(AI)이 내장되는 시대가 열렸다. 개인 기기에 내장된 AI가 사용자의 개별 사용 패턴을 학습하고 최적의 서비스를 제공할 전망이다. 이른바 ‘온디바이스 AI’다. 온디바이스 AI는 챗GPT를 비롯한 기존 생성형 AI와 달리 외부 서버나 클라우드를 거치지 않는다. 그만큼 정보 처리 속도가 빠르다. 구글 삼성전자 등을 중심으로 온디바이스 AI를 장착한 제품을 줄줄이 선보이고 있다. 여기에 삼성전자, 퀄컴, 인텔을 비롯한 반도체기업들은 온디바이스 AI 서비스를 지원하는 반도체도 잇달아 출시하고 있다.

○갤럭시S24에 AI ‘삼성 가우스’ 장착

삼성전자는 지난 8일 우면동 삼성전자 서울R&D캠퍼스에서 열린 ‘삼성 AI포럼 2023’ 둘째 날 행사에서 생성 AI 모델 삼성 가우스를 공개했다. 일반에 공개된 챗GPT나 마이크로소프트(MS)의 바드 등과 달리 삼성 가우스는 회사 내 업무용으로 개발됐다.

삼성 가우스는 정규분포 이론을 정립한 천재 수학자 카를 프리드리히 가우스로부터 영감을 얻은 생성 AI 모델이다. 이 모델은 AI 코딩이나 코드 설명, 그림 등 이미지를 만드는 것을 도와준다.

삼성 가우스는 내년 1월 미국 캘리포니아주 새너제이에서 공개될 갤럭시S24 시리즈에 온디바이스 AI 형태로 장착될 전망이다. 삼성 가우스가 갤럭시S24 시리즈에 탑재되면 ‘내 손 안의 생성 AI’가 가능해질 전망이다. 사용자들은 갤럭시S24에 장착된 삼성 가우스를 통해 스마트폰을 제어하고, 문장을 요약하며 문법을 교정할 수 있는 등 더 편리하게 사용할 수 있다. 문자로 사물을 묘사하면 이를 이미지로 바꿔주는 AI 서비스를 활용할 수 있다. 삼성전자는 생성 AI 모델을 다양한 제품에 단계적으로 적용할 계획이다.

○구글 애플도 도입 준비

구글도 최근 온디바이스 AI 칩인 텐서G3를 장착한 스마트폰 픽셀8을 선보였다. 픽셀8에는 지난달 AI 비서인 구글 어시스턴트와 생성 AI 바드를 결합한 ‘어시스턴트 위드 바드’를 적용했다. 바드의 추론·생성 능력을 바탕으로 이메일 관리 등 각종 업무 처리가 한층 편리해질 전망이다. 레노버가 소유한 브랜드 모토로라도 개인화 경험을 위해 온디바이스 AI 기능인 모토AI를 공개했다.

애플 또한 생성 AI를 자체 운영체제(OS)인 iOS를 비롯해 음성인식 비서 시리에 접목할 방침이다. 애플은 차세대 OS인 iOS18에 생성형 AI를 넣기 위해 자체 대규모언어모델(LLM)을 구축하고 있다.

온디바이스 AI는 스마트폰, 노트북, 자율주행차 등 소비자가 직접 활용하는 기기에서 구현되는 AI다. 가령 온디바이스 AI에 보고서를 입력하면 보고서를 요약해준다. 영어로 된 보고서를 입력하면 문장을 다듬어준다. 온디바이스 AI가 큰 관심을 받는 건 챗GPT를 비롯한 대형 서버와 클라우드를 통해 서비스되는 AI 모델은 유지비가 비싸서다. 여기에 과도한 전력 소모, 낮은 보안성 등에 대한 지적도 나오고 있어서다. 개인 기기에서 AI를 가동하면 전력이 적게 들고 서버 구입비 등을 절감할 수 있다. 여기에 보안 측면에서도 강점이 있다.

○삼성·퀄컴·인텔, ‘온디바이스 AI 칩’ 경쟁

반도체업계도 온디바이스 AI를 뒷받침하기 위한 칩 개발에 나섰다. 삼성전자와 퀄컴 등은 이에 맞는 차세대 모바일 애플리케이션프로세서(AP) 개발에 속도를 내고 있다. 모바일 AP는 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 핵심 칩이다.

삼성전자는 5일 실리콘밸리에서 열린 ‘삼성 시스템 LSI 테크데이 2023’에서 차세대 AP인 엑시노스 2400을 공개했다. 엑시노스 2400은 AI 성능이 대폭 강화된 게 특징이다. 이 제품은 AMD의 최신 아키텍처 그래픽처리장치(GPU)인 엑스클립스 940을 품고 있다. 전작(엑시노스 2200)과 비교해 중앙처리장치(CPU) 성능은 1.7배, AI 성능은 14.7배 향상됐다.

삼성전자는 테크데이를 통해 엑시노스 2400을 스마트폰에 장착해 문자를 이미지로 변환하는 기술 등 생성 AI 서비스를 선보이기도 했다. 퀄컴이 내놓은 차세대 AP인 스냅드래곤8 3세대도 생성 AI 구동을 위해 설계를 변경했으며, 신경망처리장치(NPU) 처리 성능을 2세대와 비교했을 때 98% 높였다. 인텔도 AI 기능을 적용한 PC용 CPU를 연내 선보일 계획이다.

온디바이스 AI 관련 제품이 시스템 반도체 시장 팽창을 견인할 것이라는 분석도 나온다. 크리스티아누 아몽 퀄컴 최고경영자(CEO)는 최근 “온디바이스에서 구현되는 생성 AI의 영향으로 반도체 평균 판매가격(ASP)이 수년간 연 10%씩 오를 것”이라고 말했다.

AI 성능 강화한 PC 쏟아져 … "2027년엔 시장 60% 차지"

김대현 삼성리서치 글로벌AI센터 부사장이 지난 8일 서울 우면동 삼성전자 R&D캠퍼스에서 열린 ‘삼성 AI 포럼 2023’에서 자체 개발한 생성형 인공지능(AI) ‘삼성 가우스’를 소개하고 있다. 삼성전자 제공

인공지능(AI) 시대가 열리면서 PC 시장 판도도 변화할 전망이다. AI 반도체를 장착하고 온디바이스 AI 등의 기능을 적용한 PC가 쏟아질 전망이다. 인텔과 퀄컴, 애플은 관련한 AI용 반도체를 줄줄이 내놓고 있다. PC 시장 양강 레노버와 HP도 관련 신제품을 선보이고 있다.

시장조사업체인 트렌드포스에 따르면 내년 세계 PC 출하량은 1억7200만 대로 2023년보다 3.2% 증가할 것으로 집계됐다. 다른 시장조사업체인 가트너(4.9%)와 IDC(3.7%) 등도 내년 출하량이 3~4% 늘어날 것으로 봤다. PC 출하량이 2021년 이후 3년 만에 반등할 것이라는 분석이 지배적이다.

AI를 장착한 PC 제품의 수요가 대폭 늘면서 시장 회복세를 주도하고 있다는 분석이 나온다. AI 반도체를 장착하고 온디바이스 AI 기능을 적용한 PC를 뜻한다. 시장조사업체 카날리스에 따르면 전체 PC 시장에서 AI 성능을 강화한 PC 점유율이 내년 19%에서 2027년 60%로 뜀박질할 전망이다. 인텔의 메테오레이크, 퀄컴의 스냅드래곤X 등의 중앙처리장치(CPU)를 장착한 PC가 대표적이다. 이들 CPU 등을 적용한 PC는 전력은 더 적게 쓰면서 AI 처리 속도는 빠르다.

퀄컴이 지난달 24일 미국 하와이에서 열린 ‘스냅드래곤 서밋 2023’에서 공개한 스냅드래곤X 엘리트는 AI에 활용하기 위해 특별히 설계된 기능이 포함된 것으로 전해졌다. 온디바이스 AI의 적합한 기능을 갖춘 것으로 평가된 이 제품은 인텔의 12코어 프로세서보다 처리 속도가 2배 빠르다. 전력 소비는 68% 절감했다. 아카시 팔키왈카 퀄컴 최고재무책임자(CFO)는 “이 제품이 모바일 컴퓨팅 분야에서 새로운 CPU 리더가 될 것”이라며 “저비용·저전력으로 최고의 성능을 제공할 것”이라고 강조했다.

인텔도 오는 12월 14일 CPU인 메테오레이크를 선보인다. 이 제품은 인텔이 7나노(㎚·1㎚=10억분의 1m) 공정으로 처음 선보이는 CPU다. 전력 소비량은 적은데 AI 데이터 처리 속도는 더 빠르다. 애플도 지난달 30일 PC용 칩인 M3 M3프로 M3맥스를 선보였다. 애플 맥북에 들어가는 이들 제품은 애플이 설계해 TSMC의 3나노 공정으로 제조했다. 이 반도체는 AI 머신러닝 기능을 강화했다는 점에서 주목받았다.

CPU를 비롯한 시스템 반도체는 물론 메모리 반도체도 온디바이스 AI 시대를 겨냥한 제품이 속속 공개되고 있다. 삼성전자가 최근 선보인 ‘7.5Gbps LPDDR5X CAMM2’가 대표적이다. 전력 소모가 적으면서도 적용되는 제품의 부피를 줄여 내부 공간을 더 효율적으로 사용할 수 있다.

이들 칩을 장착한 PC도 주목받고 있다. HP는 인텔의 메테오레이크가 출시되는 12월 14일에 맞춰 신제품을 내놓을 전망이다. 코콩멩 HP 그레이터아시아 퍼스널시스템 총괄부사장은 지난달 18일 기자간담회에서 “AI 성능 강화로 PC 시장에서 상당한 기회가 열릴 것”이라며 “PC에 AI를 적용하면 정보 처리 속도가 최대 5배 빨라진다”고 말했다. 삼성전자와 레노버, 델, 에이서 등도 내년에 스냅드래곤X 엘리트를 장착한 PC를 선보일 전망이다.

김익환 기자 lovepen@hankyung.com