엔비디아의 수장 젠슨 황이 CES
CES
목차
1. CES 개요 및 중요성
2. CES의 역사와 발전 과정
3. CES에서 선보이는 핵심 기술 및 트렌드
4. CES의 주요 활용 사례 및 사회적 영향
5. CES의 운영 방식 및 참가 주체
6. 현재 CES의 동향 및 주요 이슈
7. CES의 미래 전망과 도전 과제
1. CES 개요 및 중요성
CES(Consumer Electronics Show)는 매년 1월 미국 라스베이거스에서 개최되는 세계 최대 규모의 가전 및 IT 기술 박람회입니다. 이 행사는 단순한 신제품 전시를 넘어, 글로벌 기술 트렌드를 제시하고 미래 산업의 방향성을 가늠하는 중요한 플랫폼으로 자리매김하고 있습니다.
CES란 무엇인가?
CES는 'Consumer Electronics Show'의 약자로, 우리말로는 '소비자 가전 전시회' 또는 '국제 전자제품 박람회'로 번역됩니다. 이 행사는 미국 소비자기술협회(CTA: Consumer Technology Association)가 주최하며, 매년 1월 초 미국 네바다주 라스베이거스 컨벤션 센터(LVCC)를 중심으로 여러 전시장에서 개최됩니다. 전 세계 수천 개의 기업이 참가하여 최신 기술과 혁신적인 제품을 공개하며, 이는 그 해의 기술 트렌드를 예측하고 방향을 제시하는 중요한 행사로 평가받습니다.
CES의 위상과 영향력
CES는 단순한 제품 전시회를 넘어, 글로벌 기술 커뮤니티가 한데 모여 한 해의 기술 아젠다를 설정하고 미래를 함께 만들어가는 중요한 플랫폼입니다. 이곳에서 발표되는 기술과 제품들은 향후 몇 년간의 기술 트렌드를 예측하게 해주며, 업계 관계자들 간의 네트워킹과 협업의 기회를 제공합니다. 포춘 글로벌 500대 기업 중 다수가 참여하고, 수많은 스타트업이 혁신적인 아이디어를 선보이는 유레카 파크(Eureka Park)는 CES가 단순한 전시를 넘어 실제적인 비즈니스와 투자 유치의 장임을 보여줍니다. 또한, CES는 전 세계 수천 명의 미디어 관계자가 운집하여 최신 기술 동향을 발 빠르게 전하며, 이는 수십만 건의 기사와 수십억 회 이상의 글로벌 미디어 노출로 이어져 CES의 막대한 파급력을 실감케 합니다.
2. CES의 역사와 발전 과정
CES는 1967년 소규모 가전 행사로 시작하여 55년이 지난 현재 가전뿐만 아니라 IT, 모빌리티, 가상현실, 우주 등 미래 신기술을 모두 아우르는 전시회로 성장했습니다.
초기 CES (1960년대 ~ 1980년대)
제1회 CES는 1967년 6월 24일 미국 뉴욕에서 개최되었습니다. 당시 전시회는 '시카고 라디오 쇼'에서 분리된 소규모 가전 행사로, 약 100여 개의 가전 업체와 17,500명의 방문객이 참여했습니다. 초창기 CES는 텔레비전, VCR(비디오카세트 리코더), 가정용 컴퓨터와 같은 당시의 혁신적인 가전제품을 선보이는 데 중점을 두었습니다. 1970년에는 VCR이, 1981년에는 캠코더와 콤팩트디스크(CD) 플레이어가 처음 소개되었습니다. 1978년부터 1994년까지는 매년 1월 라스베이거스에서 동계 CES(WCES)로, 6월에는 시카고에서 하계 CES(SCES)로 두 차례 개최되기도 했습니다. 1989년에는 닌텐도(Nintendo)가 게임보이(Game Boy) 휴대용 콘솔을 공개하며 큰 주목을 받았습니다.
기술 혁신과 성장기 (1990년대 ~ 2000년대)
1990년대에는 디지털 기술의 부상과 함께 CES 전시 품목에 상당한 변화가 있었습니다. PC, 인터넷, 디지털 미디어 등 주요 기술 혁신이 CES에 반영되면서, 이 행사는 기업들이 컴퓨팅, 네트워킹, 통신 분야의 최신 혁신을 선보이는 플랫폼이 되었습니다. 1994년에는 최초의 DVD 플레이어가, 1998년에는 최초의 HDTV가 CES에서 공개되었습니다. 1995년부터는 하계 CES의 인기가 시들해지자, 1998년부터 연초에 라스베이거스에서 한 차례 열리는 행사로 전환되었습니다. 1999년 빌 게이츠는 CES 기조연설에서 디지털 홈의 등장과 컴퓨팅, 엔터테인먼트, 커뮤니케이션의 융합을 예견하기도 했습니다. 2000년대에는 모바일 기술이 소비자 가전 산업의 지배적인 힘으로 등장했으며, 2001년에는 최초의 아이팟(iPod)이 CES에서 출시되었습니다. 2005년 CES에서는 마이크로소프트 회장 빌 게이츠의 기조연설이 있었고, 삼성그룹은 102인치 플라스마 텔레비전을 선보였습니다. 이 시기 CES는 TV, 오디오 및 백색가전 위주의 전시에서 점차 IT 산업 전반의 기술 혁신을 다루는 행사로 인지도를 높여갔습니다.
현대 CES의 변모 (2010년대 이후)
2010년대에 들어서면서 CES는 큰 변혁을 맞이했습니다. 주최 측인 CTA는 급격하게 발달한 ICT(정보통신) 기술과 가전제품의 결합에 대응하여 전시회 자체의 테마를 '제품'에서 '기술'로 변모시키고, 전시회 전체의 대형화 및 국제화를 유도했습니다. 이러한 전략은 스마트폰, IoT(사물 인터넷), AI(인공지능), 모빌리티 등 새로운 기술 패러다임이 CES의 중심이 되면서 폭발적인 성공을 가져왔습니다. 더 이상 가전제품만이 아니라 전기자동차 및 자율주행차 등 미래 자동차, 드론, 인공지능, 로봇 등 ICT 분야의 최신 기술을 보유한 기업 및 기관들이 기술적 성과를 매년 초 공개하는 기술 전시회로 변모했습니다. 이는 CES가 세계 IT 3대 전시회 중 하나로 확고히 자리매김하는 계기가 되었습니다.
3. CES에서 선보이는 핵심 기술 및 트렌드
CES는 매년 인류의 삶을 변화시킬 혁신적인 기술과 제품을 선보이며 미래 기술의 방향성을 제시합니다.
주요 기술 분야 (AI, IoT, 모빌리티, 메타버스 등)
CES에서 매년 중점적으로 다루는 핵심 기술 분야는 다음과 같습니다.
인공지능(AI): AI는 모든 산업을 변화시키는 핵심 기술로, 스마트홈, 모빌리티, 디지털 헬스 등 다양한 분야에 적용됩니다. 온디바이스 AI(On-Device AI)와 생성형 AI(Generative AI)는 물론, 물리적 행동으로 이어지는 '피지컬 AI(Physical AI)'까지 진화하고 있습니다.
사물 인터넷(IoT): AI와 결합된 IoT 기술은 스마트홈 환경에서 가전제품과 기기들을 연결하여 거주자의 생활 패턴을 분석하고 맞춤형 서비스를 제공하는 자동화 환경을 조성합니다.
모빌리티: 자율주행차, 전기차, UAM(도심항공모빌리티), 로봇 등 미래형 교통수단과 스마트 도시의 비전이 제시됩니다. AI 기반 자율주행 보조 시스템과 차량 내 음성 인식, 교통 최적화 기술 등이 발전하고 있습니다.
디지털 헬스: AI, VR(가상현실)과 디지털 헬스 기술의 융합은 헬스케어의 새로운 패러다임을 선보입니다. 진단 정확도를 높이고, 맞춤형 치료를 가능하게 하며, 헬스케어 접근성을 개선하는 데 기여합니다. 웨어러블 기기 등 센싱 데이터를 기반으로 한 AI 디지털 케어가 주목받습니다.
로보틱스: AI와 만나 더욱 진보하는 로보틱스는 물류창고나 공장을 넘어 서비스업, 가정, 농업 등 다양한 분야로 확산되고 있습니다. 인간의 한계를 보완하는 협력자로 자리 잡으며 산업 자동화 수준을 높이고 있습니다.
메타버스 및 XR(확장현실): AR(증강현실) 글래스와 MR(혼합현실) 헤드셋이 더욱 가볍고 선명해지면서 메타버스 콘텐츠가 한층 실감 나는 형태로 발전하고 있습니다. 게임, 교육, 원격 협업 등 응용 분야가 늘어나며 XR 생태계 확장이 본격화되는 추세입니다.
지속 가능성(Sustainability): 기후 변화 대응과 지속 가능성을 위한 ESG(환경·사회·지배구조) 기술이 강조되며, 탄소 배출 절감, 재생 에너지 활용, 순환 경제 모델 도입 등 환경 지속 가능성을 높이는 다양한 기술이 선보여집니다.
양자 컴퓨팅: AI 이후의 차세대 핵심 기술로 주목받으며, 기존 슈퍼컴퓨터가 해결하기 어려운 복잡한 문제를 단시간 내에 처리할 수 있는 잠재력을 보여줍니다.
혁신상(Innovation Awards)을 통해 본 기술 동향
CES 혁신상은 미국 소비자기술협회(CTA)가 매년 출품작 중 혁신성, 디자인, 기술력 등을 종합적으로 평가하여 수여하는 세계적 권위의 상입니다. 이 상은 해당 연도의 가장 혁신적인 기술 트렌드와 미래 유망 기술을 조명하는 중요한 지표가 됩니다. 예를 들어, CES 2026 혁신상 수상 성과는 TV, 모바일 같은 익숙한 제품뿐 아니라 AI 반도체, 디지털 헬스, 로봇, XR까지 무대가 넓어졌음을 보여주며, 한국 기업들의 존재감도 커졌습니다. 현대자동차는 CES 2026에서 차세대 자율주행 모빌리티 로봇 플랫폼 '모베드(MobED)'로 로보틱스 부문 최고혁신상(Best of Innovation Awards)을 수상하며 기술력을 인정받았습니다. 이는 혁신상 수상 제품 및 기술이 단순한 전시를 넘어 곧바로 생활 속 경험과 연결되는 흐름임을 말해줍니다.
4. CES의 주요 활용 사례 및 사회적 영향
CES는 수많은 혁신적인 제품과 기술을 대중에게 처음 소개하며 우리 삶과 산업 전반에 지대한 영향을 미쳐왔습니다.
소비자 기술 혁신을 이끈 제품들
CES는 수십 년간 수많은 소비자 가전 혁신을 이끌어왔습니다. 1970년 비디오카세트 리코더(VCR), 1981년 캠코더 및 콤팩트디스크(CD) 플레이어, 1994년 DVD 플레이어, 1998년 HDTV, 2001년 아이팟(iPod) 등이 CES를 통해 대중에게 처음 소개되거나 큰 반향을 일으켰던 대표적인 제품들입니다. 이 외에도 컴퓨터 마우스(1968년), 닌텐도 게임보이(1989년), 포켓 PC(2000년) 등 현대 생활을 혁신적으로 변화시킨 기술들이 CES를 통해 세상에 데뷔했습니다. 이러한 제품들은 단순한 기술적 진보를 넘어, 사람들의 여가 활동, 정보 소비 방식, 생활 편의성 등을 근본적으로 변화시키는 계기가 되었습니다.
산업 전반에 미치는 파급 효과
CES는 단순한 가전 전시를 넘어 다양한 산업 분야의 기술 혁신과 비즈니스 기회 창출에 기여합니다.
자동차 산업: 자율주행차, 전기차, UAM 등 미래 모빌리티 기술이 CES의 주요 전시 품목으로 자리 잡으면서, 자동차 산업은 IT 기술과의 융합을 가속화하고 있습니다. 현대자동차와 같은 글로벌 자동차 기업들은 CES를 통해 혁신적인 모빌리티 비전을 제시하고 있습니다.
헬스케어 산업: 디지털 헬스케어 기술은 AI 기반 진단 기기, 웨어러블 디바이스, 원격 의료 서비스 등을 통해 개인 맞춤형 건강 관리의 새 시대를 열고 있습니다. CES는 이러한 기술들이 의료 산업에 어떻게 적용될 수 있는지 보여주는 중요한 장입니다.
스마트시티 및 스마트홈: AI와 IoT 기술을 기반으로 한 스마트홈 솔루션은 가전제품과 IoT 기기를 연결하여 거주자의 생활 패턴을 분석하고 최적의 주거 환경을 제공합니다. 스마트시티는 모빌리티, 에너지, 환경 기술 등이 통합되어 도시 인프라를 혁신하는 방향으로 발전하고 있습니다.
제조업 및 로보틱스: 산업용 로봇과 협동 로봇(Cobot)의 발전은 제조 및 물류 자동화를 가속화하며, 인간의 노동 부담을 줄이고 생산 효율성을 높이는 데 기여합니다.
CES는 이러한 기술들이 실제 비즈니스 환경에서 어떻게 활용될 수 있는지, 그리고 새로운 시장을 어떻게 창출할 수 있는지를 보여주는 중요한 기회를 제공합니다.
5. CES의 운영 방식 및 참가 주체
CES는 방대한 규모와 복잡한 구성으로 이루어져 있으며, 전 세계 다양한 주체들이 참여하여 기술 혁신의 장을 만듭니다.
CES의 구성 및 일정
CES는 일반적으로 1월 초에 4일간 진행됩니다. 주요 행사는 라스베이거스 컨벤션 센터(LVCC)를 포함한 테크 이스트(Tech East), 테크 웨스트(Tech West), 테크 사우스(Tech South) 등 여러 대규모 전시 구역에서 펼쳐집니다.
전시 구역: 각 구역은 특정 기술 분야나 참가 기업의 규모에 따라 나뉘어 전시됩니다. 예를 들어, 스타트업 중심의 '유레카 파크(Eureka Park)'는 혁신적인 아이디어를 선보이는 장으로 유명합니다.
기조연설(Keynotes): 글로벌 기술 리더들이 무대에 올라 한 해의 기술 트렌드와 미래 비전을 제시하는 핵심 세션입니다. 엔비디아(NVIDIA)의 젠슨 황(Jensen Huang) CEO, AMD의 리사 수(Lisa Su) CEO, 지멘스(Siemens)의 롤란드 부시(Roland Busch) CEO 등이 최근 CES에서 기조연설을 진행했습니다.
컨퍼런스 세션: AI, 디지털 헬스, 모빌리티, 지속 가능성 등 다양한 주제에 대한 심도 있는 논의와 기술 발표가 이루어지는 전문 세션입니다.
미디어 데이(Media Day): 공식 개막에 앞서 주요 기업들이 신제품 발표와 파트너십을 공개하며 미디어의 관심을 집중시키는 행사입니다.
CES는 이러한 다채로운 구성으로 전 세계 참가자들에게 기술 트렌드를 공유하고 교류할 수 있는 기회를 제공합니다.
주요 참가 기업 및 방문객
CES에는 전 세계 150개국 이상에서 4,300개 이상의 기업이 참가하며, 참관객 수는 13만 5천 명을 넘어서는 등 팬데믹 이전 수준을 회복하고 있습니다.
글로벌 대기업: 삼성전자, LG전자, 현대자동차, SK그룹, 엔비디아, 구글, 아마존, 마이크로소프트 등 각 산업을 대표하는 글로벌 기업들이 대규모 부스를 마련하여 최신 기술과 혁신 제품을 선보입니다. 이들은 AI, 모빌리티, 스마트홈 등 핵심 분야에서 기술 리더십을 과시합니다.
스타트업: 유레카 파크를 중심으로 전 세계 수많은 스타트업이 참여하여 혁신적인 아이디어와 기술을 선보이고 투자 유치의 기회를 모색합니다. CES 2024에는 전체 스타트업 1,200개 사 중 42%에 달하는 512개 스타트업이 한국 스타트업이었을 정도로 한국 스타트업의 참여가 활발합니다.
방문객: 기술 전문가, 엔지니어, 비즈니스 리더, 투자자, 미디어 관계자, 그리고 최신 기술을 직접 체험하고자 하는 일반 소비자 등 다양한 배경을 가진 사람들이 CES를 방문합니다. 이들은 새로운 비즈니스 기회를 창출하고, 기술 트렌드를 파악하며, 미래 기술을 미리 경험하는 것을 목표로 합니다.
CES는 이러한 다양한 참가 주체들이 모여 기술 혁신을 논하고 협력하는 글로벌 기술 생태계의 중요한 허브 역할을 수행합니다.
6. 현재 CES의 동향 및 주요 이슈
최근 CES는 AI 기술의 급부상과 팬데믹 이후의 변화에 집중하며 기술 산업의 핵심 화두를 제시하고 있습니다.
최신 CES (예: 2024년, 2025년) 주요 트렌드
최근 CES는 'AI Everywhere'를 핵심 키워드로 내세우며 인공지능이 모든 산업과 일상에 깊숙이 침투하고 있음을 보여줍니다.
CES 2024: AI와 로보틱스, 모빌리티, 메타버스·웹 3.0, 스마트홈, 디지털 헬스케어, ESG, 스페이스 테크, 푸드테크 등이 주요 트렌드로 부상했습니다. 특히 AI를 실생활 및 기존 산업에 접목시키는 시도가 각광받았고, 단순한 AI가 아닌 기기 안으로 들어온 온디바이스 AI가 주목받았습니다. 유통 기업 월마트, 뷰티 기업 로레알, 자동차 제조기업 현대 그룹 등 비IT 기업들도 AI와 기존 산업 및 소비 생활의 연결을 강조하는 부스를 운영했습니다.
CES 2025: 'AI Everywhere'를 핵심 키워드로, AI, 지속 가능성, 디지털 헬스, 양자 컴퓨팅, 모빌리티 등 다양한 기술이 주목받았습니다. AI는 스마트홈, 모빌리티, 디지털 헬스 등 다양한 산업에서 핵심 기술로 자리 잡았으며, 특히 스마트홈은 AI가 가장 빠르게 적용되는 영역 중 하나로 혁신적인 AI 기반 솔루션이 대거 선보였습니다. 양자 컴퓨팅은 올해 처음으로 추가된 항목이자 주요 키워드 중 하나로, AI 열풍을 이어갈 다음 주자로 주목받았습니다.
CES 2026: AI 기술의 '상용화'와 '일상 침투' 수준을 가늠하는 무대가 될 것이라는 관측이 나옵니다. 단순한 기술 시연을 넘어 실제 제품과 서비스에 어떻게 적용되고, 안정성과 효율성을 어떻게 확보했는지가 주요 관전 포인트로 떠오를 전망입니다. '피지컬 AI'가 로봇, 모빌리티, 가전을 관통하는 새로운 경쟁의 기준으로 제시될 것으로 예상됩니다.
이처럼 CES는 매년 기술 트렌드의 진화를 반영하며, 특히 AI 기술의 발전과 적용 범위 확대를 중점적으로 다루고 있습니다.
팬데믹 이후 CES의 변화
코로나19 팬데믹은 CES 운영 방식에 큰 변화를 가져왔습니다. 2021년에는 전면 온라인으로 개최되었으며, 2022년에는 규모가 축소된 채 온오프라인 하이브리드 형식으로 진행되었습니다. 팬데믹 이후 CES는 대면 행사의 중요성을 다시금 확인하며, 참가국 및 기업 수가 팬데믹 이전 수준을 회복하고 있습니다. 하지만 동시에 온라인 플랫폼을 활용한 접근성 확대와 하이브리드 전시 모델에 대한 논의도 지속되고 있습니다. 이러한 변화는 CES가 급변하는 환경 속에서도 기술 혁신의 장으로서의 역할을 유지하기 위한 노력을 보여줍니다.
7. CES의 미래 전망과 도전 과제
CES는 미래 기술 혁신의 방향성을 제시하고 있지만, 동시에 급변하는 기술 환경 속에서 새로운 도전 과제에 직면하고 있습니다.
미래 기술 혁신의 방향성
CES를 통해 엿볼 수 있는 인류의 미래 삶과 기술 발전의 큰 그림은 다음과 같습니다.
AI의 일상화 및 대중화: AI는 더 이상 특정 전문가의 영역이 아닌, 우리 삶의 모든 영역에 스며들어 개인의 삶을 풍요롭게 하고 산업의 효율성을 극대화하는 핵심 동력이 될 것입니다. 온디바이스 AI, AI 에이전트, 피지컬 AI 등 다양한 형태의 AI가 실생활에 적용될 것입니다.
초연결 사회와 스마트 경험: IoT, 5G, AI 등의 기술 융합은 기기와 사람, 그리고 환경이 끊김 없이 연결되는 초연결 사회를 구현할 것입니다. 스마트홈, 스마트시티, 커넥티드 모빌리티 등은 개인에게 최적화된 맞춤형 경험을 제공하며 삶의 질을 향상시킬 것입니다.
지속 가능한 기술: 기후 변화와 환경 문제 해결을 위한 지속 가능한 기술의 중요성은 더욱 커질 것입니다. 재생 에너지, 탄소 중립 기술, 순환 경제 모델 등 ESG 가치를 반영한 기술 혁신이 가속화될 것으로 예상됩니다.
디지털 헬스 혁명: AI 기반의 정밀 의료, 예방 의학, 개인 맞춤형 건강 관리 솔루션은 인간의 수명과 웰빙을 증진시키는 데 크게 기여할 것입니다. 웨어러블 기기와 체내 센서 기술의 발전은 건강 관리를 더욱 개인화하고 지능화할 것입니다.
CES는 이러한 기술들이 인류가 직면한 문제를 해결하고 더 나은 미래를 만들어가는 데 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 비전을 제시합니다.
CES가 나아가야 할 길
급변하는 기술 환경 속에서 CES가 계속해서 영향력을 유지하고 발전하기 위해서는 다음과 같은 도전 과제를 해결하고 혁신을 추구해야 합니다.
기술의 실용성과 상용화 강조: 단순한 기술 시연을 넘어 실제 제품과 서비스에 어떻게 적용되고, 사용자에게 어떤 가치를 제공하는지 보여주는 것이 중요합니다. '혁신은 시장에서 증명된다'는 흐름에 맞춰 상용화 가능성이 높은 기술들을 중심으로 전시를 구성해야 합니다.
다양한 산업 분야와의 융합 심화: 전통적인 가전의 경계를 넘어 자동차, 헬스케어, 건설, 푸드테크, 뷰티테크 등 더욱 다양한 산업 분야의 참여를 유도하고, 이들 간의 융합 시너지를 창출하는 플랫폼 역할을 강화해야 합니다.
글로벌 문제 해결에 기여: 기후 변화, 에너지 위기, 건강 불평등 등 인류가 직면한 글로벌 과제 해결에 기술이 어떻게 기여할 수 있는지에 대한 논의와 솔루션 제시를 더욱 확대해야 합니다.
스타트업 생태계 지원 강화: 혁신적인 아이디어를 가진 스타트업들이 투자자와 파트너를 만나고 성장할 수 있는 기회를 지속적으로 제공하며, 글로벌 기술 생태계의 활력을 불어넣어야 합니다.
참관객 경험의 지속적인 혁신: 온오프라인을 아우르는 하이브리드 전시 모델을 더욱 고도화하고, 참관객들이 기술을 더욱 몰입감 있게 체험하고 교류할 수 있는 새로운 방식을 끊임없이 모색해야 합니다.
CES는 이러한 변화와 혁신을 통해 미래 기술 발전의 이정표이자 글로벌 기술 협력의 중심지로서 그 위상을 더욱 공고히 할 것입니다.
참고 문헌
삼성SDS 디지털 마케터의 눈으로 본 CES 2025 트렌드! (2025-01-21)
CES 2024 주요 트렌드 9개 알아보기 - 사례뉴스 (2024-01-09)
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2026년에 참가해 라스베이거스 폰텐블로 호텔 무대에 올라 인공지능(AI) 하드웨어의 미래를 발표했다. 약 2시간에 걸쳐 발표한 내용을 정리하여 엔비디아가 현재 집중하고 있는 5개 분야의 일과 지금까지의 성과를 살펴봤다.
생각하고 추론하는 자율주행 AI 알파마요
엔비디아는 자율주행
자율주행
목차
1. 자율주행의 개념 및 분류
2. 자율주행 기술의 역사와 발전 과정
3. 자율주행의 핵심 기술 및 원리
4. 주요 활용 사례 및 응용 분야
5. 현재 동향 및 상용화 수준
6. 자율주행 기술의 미래 전망 및 기대 효과
1. 자율주행의 개념 및 분류
자율주행은 차량이 운전자의 조작 없이 주변 환경을 인지하고, 주행 상황을 판단하며, 스스로 차량을 제어하여 목적지까지 이동하는 기술을 의미한다. 이는 단순한 운전자 보조 시스템을 넘어, 차량 자체의 지능적인 판단과 행동을 통해 안전하고 효율적인 이동을 구현하는 것을 목표로 한다. 자율주행 기술은 그 발전 수준에 따라 국제적으로 표준화된 분류 체계를 따르는데, 이는 미국 자동차 공학회(SAE, Society of Automotive Engineers)에서 정의한 6단계(레벨 0~5) 분류가 가장 널리 사용된다.
1.1. SAE 자율주행 레벨 분류
SAE 분류는 주행 중 운전자의 개입 정도와 시스템이 담당하는 주행 기능의 범위를 기준으로 자율주행 단계를 나눈다. 각 레벨은 다음과 같다.
레벨 0 (자동화 없음, No Automation): 운전자가 모든 주행 기능을 직접 제어하는 단계이다. 차량은 어떠한 자율주행 기능도 제공하지 않는다.
레벨 1 (운전자 보조, Driver Assistance): 특정 주행 모드에서 시스템이 운전자를 보조하는 단계이다. 예를 들어, 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC)이나 차선 유지 보조(LKA) 기능이 이에 해당한다. 운전자는 여전히 주변 환경을 주시하고, 언제든 차량 제어권을 넘겨받을 준비를 해야 한다.
레벨 2 (부분 자동화, Partial Automation): 시스템이 조향과 가감속 등 두 가지 이상의 주행 기능을 동시에 수행하는 단계이다. 테슬라의 오토파일럿이나 현대차의 고속도로 주행 보조(HDA) 등이 대표적이다. 하지만 운전자는 여전히 주행 환경을 모니터링하고, 시스템이 요청하거나 비상 상황 발생 시 즉시 개입해야 한다.
레벨 3 (조건부 자동화, Conditional Automation): 특정 조건 하에서 시스템이 모든 주행 기능을 수행하고 주변 환경을 모니터링하는 단계이다. 운전자는 시스템이 안전하게 작동할 수 있는 특정 조건(예: 고속도로 주행) 내에서는 운전에서 자유로울 수 있다. 그러나 시스템이 주행 불가능 상황을 감지하고 운전자에게 개입을 요청하면, 운전자는 제한된 시간 내에 제어권을 넘겨받아야 한다. 혼다의 레전드와 메르세데스-벤츠의 드라이브 파일럿이 레벨 3 시스템을 상용화한 사례이다.
레벨 4 (고도 자동화, High Automation): 특정 운행 설계 영역(ODD, Operational Design Domain) 내에서 시스템이 모든 주행 기능을 수행하며, 운전자의 개입 없이 비상 상황에도 스스로 대처할 수 있는 단계이다. 운전자는 ODD 내에서는 운전석에 앉아있을 필요조차 없으며, 시스템이 운행 불가능 상황을 감지하더라도 안전하게 차량을 정지시킬 수 있다. 로보택시 서비스 등이 레벨 4를 목표로 개발되고 있다.
레벨 5 (완전 자동화, Full Automation): 모든 도로 조건과 환경에서 시스템이 모든 주행 기능을 수행하는 단계이다. 운전자의 개입이 전혀 필요 없으며, 사실상 운전대나 페달이 없는 차량도 가능해진다. 이는 인간 운전자가 할 수 있는 모든 주행을 시스템이 완벽하게 대체하는 궁극적인 자율주행 단계이다.
2. 자율주행 기술의 역사와 발전 과정
자율주행 기술의 역사는 20세기 중반으로 거슬러 올라간다. 초기에는 주로 군사적 목적이나 자동화된 운송 시스템 연구의 일환으로 시작되었다.
2.1. 초기 연구 및 개념 정립 (1950년대 ~ 1980년대)
1950년대에는 제너럴 모터스(GM)가 '미래의 고속도로(Future Highway)'라는 개념을 제시하며, 도로에 매설된 전선을 통해 차량을 제어하는 아이디어를 선보였다. 이는 오늘날 자율주행의 초기 구상으로 볼 수 있다. 1980년대에는 카네기 멜론 대학교의 ALVINN(Autonomous Land Vehicle In a Neural Network) 프로젝트가 신경망을 이용해 도로를 인식하고 주행하는 연구를 진행하며 인공지능의 가능성을 보여주었다.
2.2. DARPA 챌린지 및 센서 기술 발전 (2000년대)
자율주행 기술 발전에 결정적인 전환점이 된 것은 미국 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)이 주최한 'DARPA 그랜드 챌린지'와 '어반 챌린지'이다. 2004년부터 시작된 이 대회들은 무인 차량이 사막이나 도시 환경에서 정해진 코스를 완주하는 것을 목표로 했으며, 라이다(LiDAR), 레이더(Radar), 카메라 등 다양한 센서 기술과 인공지능 기반의 환경 인식 및 경로 계획 기술 발전을 촉진했다. 스탠퍼드 대학교의 '스탠리(Stanley)'와 카네기 멜론 대학교의 '보스(Boss)' 등이 이 대회를 통해 자율주행 기술의 실현 가능성을 입증했다.
2.3. 인공지능 및 빅데이터 도입 (2010년대)
2010년대에 들어서면서 딥러닝을 비롯한 인공지능 기술의 비약적인 발전과 컴퓨팅 파워의 증가는 자율주행 기술 발전에 가속도를 붙였다. 구글(현 웨이모)은 2009년부터 자율주행차 프로젝트를 시작하며 실제 도로 주행 데이터를 대규모로 수집하고, 이를 기반으로 인공지능 알고리즘을 고도화했다. 테슬라는 카메라 기반의 비전 시스템과 인공지능을 활용한 자율주행 기술을 개발하며 상용차에 적용하기 시작했다. 이 시기에는 고정밀 지도 기술과 V2X(Vehicle-to-everything) 통신 기술의 중요성도 부각되었다.
2.4. 상용화 경쟁 심화 (2020년대 이후)
현재는 레벨 2, 3 수준의 자율주행 기능이 상용차에 폭넓게 적용되고 있으며, 레벨 4 수준의 로보택시 서비스가 일부 지역에서 시범 운영되거나 상용화 초기 단계에 진입했다. 웨이모, 크루즈(Cruise), 바이두(Baidu) 등은 특정 지역에서 운전자 없는 로보택시 서비스를 제공하며 기술의 안정성과 신뢰성을 입증하고 있다. 완성차 제조사들은 물론, 엔비디아(NVIDIA), 인텔(Intel) 모빌아이(Mobileye)와 같은 반도체 및 소프트웨어 기업들도 자율주행 시장의 주도권을 잡기 위해 치열하게 경쟁하고 있다.
3. 자율주행의 핵심 기술 및 원리
자율주행 시스템은 크게 주변 환경을 인지하는 센서, 수집된 데이터를 분석하고 판단하는 인공지능, 정확한 위치를 파악하는 고정밀 지도 및 측위 기술, 그리고 차량을 제어하는 제어 시스템으로 구성된다. 이 네 가지 핵심 기술이 유기적으로 결합하여 자율주행을 가능하게 한다.
3.1. 환경 인지 센서 기술
자율주행차는 사람의 눈과 같은 역할을 하는 다양한 센서를 통해 주변 환경을 인식한다.
카메라 (Camera): 차량 주변의 시각 정보를 수집하여 차선, 신호등, 표지판, 보행자, 다른 차량 등을 식별한다. 색상 정보를 얻을 수 있고 비용이 저렴하며 해상도가 높다는 장점이 있지만, 빛의 변화(역광, 터널), 날씨(안개, 비, 눈)에 취약하다는 단점이 있다.
레이더 (Radar): 전파를 발사하여 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 물체와의 거리, 속도, 방향을 감지한다. 날씨 변화에 강하고 장거리 감지에 유리하며, 특히 전방 충돌 방지 시스템(FCW)이나 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC)에 필수적으로 사용된다. 하지만 물체의 형상을 정확히 파악하기 어렵다는 한계가 있다.
라이다 (LiDAR): 레이저 펄스를 발사하여 반사되는 시간을 측정해 주변 환경의 3D 지도를 생성한다. 매우 정밀한 거리 및 형태 정보를 제공하며, 야간에도 뛰어난 성능을 발휘한다. 자율주행차의 '눈' 또는 '뇌'의 핵심 센서로 불리지만, 높은 비용과 날씨에 따른 성능 저하 가능성이 단점으로 지적된다.
초음파 센서 (Ultrasonic Sensor): 주로 근거리 물체 감지에 사용되며, 주차 보조 시스템이나 저속 주행 시 장애물 감지에 활용된다.
3.2. 인공지능 및 머신러닝
다양한 센서에서 수집된 방대한 데이터는 인공지능(AI)과 머신러닝(ML) 알고리즘을 통해 분석되고 해석된다. 이는 자율주행차의 '뇌' 역할을 한다.
데이터 융합 (Sensor Fusion): 각 센서의 장단점을 보완하기 위해 여러 센서에서 얻은 데이터를 통합하여 보다 정확하고 신뢰성 있는 환경 모델을 구축한다. 예를 들어, 카메라의 시각 정보와 라이다의 3D 거리 정보를 결합하여 물체의 종류와 위치를 더욱 정확하게 파악한다.
객체 인식 및 분류 (Object Detection & Classification): 딥러닝 기반의 컴퓨터 비전 기술을 활용하여 이미지 및 3D 포인트 클라우드 데이터에서 차량, 보행자, 자전거, 차선, 신호등 등을 실시간으로 감지하고 분류한다.
경로 계획 및 의사 결정 (Path Planning & Decision Making): 인식된 환경 정보와 고정밀 지도를 바탕으로 안전하고 효율적인 주행 경로를 계획한다. 이는 예측 알고리즘을 통해 다른 차량이나 보행자의 움직임을 예측하고, 이에 따라 차선 변경, 속도 조절, 정지 등의 의사결정을 내리는 과정을 포함한다. 강화 학습(Reinforcement Learning)과 같은 고급 AI 기술이 활용되기도 한다.
3.3. 고정밀 지도 및 측위 기술
자율주행차는 정확한 위치 파악과 주변 환경에 대한 상세한 정보를 위해 고정밀 지도(HD Map)와 정밀 측위 기술을 필요로 한다.
고정밀 지도 (HD Map): 일반 내비게이션 지도보다 훨씬 정밀한 정보를 제공한다. 차선 정보, 도로 경계, 신호등 위치, 표지판, 노면 표시, 심지어 가로수나 건물과 같은 주변 지형지물까지 센티미터 단위의 정확도로 포함한다. 이는 센서의 한계를 보완하고, 차량이 현재 위치를 정확히 파악하며, 미리 경로를 계획하는 데 필수적이다.
정밀 측위 (Precise Positioning): GPS(GNSS) 신호와 함께 IMU(관성 측정 장치), 휠 속도 센서, 카메라, 라이다 등 다양한 센서 데이터를 융합하여 차량의 정확한 위치를 실시간으로 파악한다. 특히 RTK(Real-Time Kinematic) GPS나 PPP(Precise Point Positioning)와 같은 기술은 GPS 오차를 보정하여 수 센티미터 수준의 정밀한 위치 정보를 제공한다.
3.4. 제어 시스템 (Drive-by-Wire)
자율주행 시스템의 판단과 계획에 따라 차량을 실제로 움직이는 것이 제어 시스템이다. 이는 'Drive-by-Wire' 기술을 기반으로 한다.
전자식 제어 (Electronic Control): 기존의 기계식 연결(스티어링 휠과 바퀴, 브레이크 페달과 브레이크 등)을 전기 신호로 대체하는 기술이다. 스티어 바이 와이어(Steer-by-Wire), 브레이크 바이 와이어(Brake-by-Wire), 스로틀 바이 와이어(Throttle-by-Wire) 등이 이에 해당한다. 이를 통해 자율주행 시스템이 차량의 조향, 가속, 제동을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
차량 동역학 제어 (Vehicle Dynamics Control): 차량의 안정성과 승차감을 유지하면서 경로를 정확하게 추종하도록 제어한다. 이는 속도 제어, 차선 유지 제어, 장애물 회피 제어 등 다양한 하위 제어 알고리즘을 포함한다.
4. 주요 활용 사례 및 응용 분야
자율주행 기술은 단순히 개인 승용차를 넘어 다양한 운송 및 물류 분야에서 혁신적인 변화를 가져오고 있다.
4.1. 승용차 및 대중교통
개인 승용차: 현재 레벨 2 수준의 자율주행 기능(고속도로 주행 보조, 차선 변경 보조 등)이 고급차종을 중심으로 보편화되고 있으며, 테슬라와 같은 일부 제조사는 레벨 3에 준하는 기능을 제공하며 운전자의 편의성을 높이고 있다. 미래에는 완전 자율주행 승용차가 보편화되어 운전자가 운전에서 완전히 해방되는 시대를 열 것으로 기대된다.
로보택시 (Robotaxi): 레벨 4 수준의 자율주행 기술을 기반으로 운전자 없이 승객을 운송하는 서비스이다. 웨이모(Waymo), 크루즈(Cruise), 바이두(Baidu) 등은 미국 피닉스, 샌프란시스코, 중국 베이징 등 일부 도시에서 로보택시 서비스를 상용화하거나 시범 운영하고 있다. 이는 대중교통의 효율성을 높이고, 이동 약자의 접근성을 개선하며, 교통 체증 및 주차 문제 해결에 기여할 것으로 보인다.
자율주행 셔틀: 특정 구간을 정기적으로 운행하는 자율주행 셔틀버스도 상용화되고 있다. 공항, 대학 캠퍼스, 산업 단지, 신도시 등에서 고정된 노선을 운행하며 대중교통의 보조적인 역할을 수행한다. 국내에서도 세종시, 순천만국가정원 등에서 자율주행 셔틀이 운영된 바 있다.
4.2. 물류 및 배송
자율주행 트럭: 장거리 운송에 특화된 자율주행 트럭은 물류 비용 절감, 운전자 피로도 감소, 운행 시간 증대 등의 이점을 제공한다. 투심플(TuSimple), 오로라(Aurora) 등은 고속도로를 중심으로 자율주행 트럭 운송 서비스를 개발 및 시범 운영하고 있다.
배송 로봇: 라스트마일(Last-mile) 배송에 활용되는 자율주행 배송 로봇은 도심이나 아파트 단지 내에서 소규모 물품을 배송한다. 이는 인력난 해소와 배송 효율성 증대에 기여하며, 국내에서도 우아한형제들의 '딜리'와 같은 배송 로봇이 시범 운영되고 있다.
4.3. 기타 운송수단
철도: 지하철, 경전철 등 도시 철도 시스템에서는 이미 높은 수준의 무인 운전 시스템이 적용되고 있다. 이는 정시성 확보와 운영 효율성 증대에 크게 기여한다.
항공기: 항공기는 이륙 및 착륙 시 조종사의 개입이 필요하지만, 순항 비행 중에는 오토파일럿 시스템을 통해 상당 부분 자율 비행이 이루어진다. 미래에는 완전 자율 비행 항공기 및 드론 택시(UAM) 개발이 활발히 진행될 것으로 예상된다.
선박: 자율운항 선박은 항해 중 충돌 회피, 경로 최적화, 연료 효율 증대 등을 목표로 개발되고 있다. 현대중공업그룹의 아비커스(Avikus)는 대형 선박의 자율운항 솔루션을 개발하며 상용화를 추진 중이다.
5. 현재 동향 및 상용화 수준
현재 자율주행 기술은 빠른 속도로 발전하며 상용화 단계를 밟고 있으나, 완전 자율주행(레벨 5)에 도달하기까지는 여전히 많은 과제가 남아있다.
5.1. 상용화 현황 및 주요 기업 경쟁
현재 시장에서는 레벨 2 수준의 자율주행 기능이 보편화되어 신차 구매 시 쉽게 접할 수 있다. 고속도로 주행 보조(HDA), 차선 유지 보조(LKA), 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC) 등이 대표적이다. 레벨 3 자율주행은 특정 조건(예: 고속도로 정체 구간)에서 운전자의 개입 없이 주행이 가능한 수준으로, 메르세데스-벤츠의 '드라이브 파일럿'과 혼다의 '레전드'가 일본과 독일 등 일부 국가에서 상용화되었다.
레벨 4 자율주행은 특정 운행 설계 영역(ODD) 내에서 운전자 개입 없이 완전 자율주행이 가능한 단계로, 웨이모(Waymo)와 크루즈(Cruise)가 미국 피닉스, 샌프란시스코 등에서 로보택시 서비스를 운영하며 선두를 달리고 있다. 중국에서는 바이두(Baidu)의 아폴로(Apollo)가 우한, 충칭 등에서 로보택시를 운영 중이다.
주요 완성차 제조사들은 물론, 구글 웨이모, GM 크루즈, 바이두, 그리고 엔비디아, 인텔 모빌아이와 같은 기술 기업들이 자율주행 소프트웨어 및 하드웨어 개발에 막대한 투자를 하며 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 특히 소프트웨어 정의 차량(SDV)으로의 전환이 가속화되면서, 자율주행 기술은 차량의 핵심 경쟁력으로 부상하고 있다.
5.2. 기술적 도전 과제
자율주행 기술의 완전한 상용화를 위해서는 여전히 해결해야 할 기술적 난제들이 많다.
악천후 및 비정형 환경 대응: 폭우, 폭설, 짙은 안개 등 악천후 상황에서는 센서의 인지 능력이 크게 저하될 수 있다. 또한, 공사 구간, 비포장도로, 예측 불가능한 보행자 행동 등 비정형적인 주행 환경에서의 안정적인 대응 능력 확보가 중요하다.
엣지 케이스 (Edge Cases) 처리: 일반적이지 않고 드물게 발생하는 '엣지 케이스' 상황(예: 도로 위의 특이한 물체, 비정상적인 교통 흐름)에 대한 시스템의 판단 및 대응 능력 강화가 필요하다. 이를 위해 방대한 양의 실제 주행 데이터와 시뮬레이션 데이터를 활용한 학습이 필수적이다.
사이버 보안: 자율주행차는 외부 네트워크에 연결되어 해킹의 위협에 노출될 수 있다. 차량 제어 시스템에 대한 사이버 공격은 심각한 안전 문제를 야기할 수 있으므로, 강력한 보안 시스템 구축이 필수적이다.
높은 컴퓨팅 파워 및 전력 소모: 복잡한 인공지능 알고리즘과 수많은 센서 데이터를 실시간으로 처리하기 위해서는 고성능 컴퓨팅 하드웨어가 필요하며, 이는 차량의 전력 소모를 증가시키는 요인이 된다.
5.3. 법적 및 윤리적 도전 과제
기술 발전과 더불어 법적, 윤리적 문제 또한 자율주행 상용화의 중요한 걸림돌로 작용하고 있다.
사고 책임 소재: 자율주행차 사고 발생 시 책임 소재를 누구에게 물을 것인가(운전자, 제조사, 소프트웨어 개발사 등)에 대한 명확한 법적 기준이 아직 정립되지 않았다. 이는 기술 개발 및 보험 제도에 큰 영향을 미친다.
규제 및 표준화: 각국 정부는 자율주행차의 안전성 확보를 위한 규제 프레임워크를 마련하고 있으며, 국제적인 표준화 노력도 진행 중이다. 하지만 기술 발전 속도에 맞춰 법규를 정비하는 것이 쉽지 않다.
윤리적 딜레마 (Trolley Problem): 피할 수 없는 사고 상황에서 자율주행차가 누구의 생명을 우선시해야 하는가와 같은 윤리적 딜레마는 사회적 합의가 필요한 부분이다. 예를 들어, 보행자와 탑승자 중 누구를 보호할 것인가와 같은 문제는 시스템 설계에 있어 중요한 고려 사항이다.
데이터 프라이버시: 자율주행차는 운전자의 이동 경로, 습관 등 민감한 개인 정보를 수집할 수 있다. 이러한 데이터의 수집, 저장, 활용에 대한 투명성과 보안성 확보가 중요하다.
6. 자율주행 기술의 미래 전망 및 기대 효과
자율주행 기술은 미래 사회의 모습을 근본적으로 변화시킬 잠재력을 가지고 있으며, 다양한 분야에서 혁신적인 기대 효과를 가져올 것으로 전망된다.
6.1. 미래 사회 변화 예측
교통 시스템의 혁신: 완전 자율주행 시대가 도래하면 교통 체증이 크게 감소하고, 교통 흐름이 최적화될 것이다. 차량 간 통신(V2V)과 인프라 통신(V2I)을 통해 도로 위의 모든 차량이 유기적으로 연결되어 효율적인 운행이 가능해진다. 또한, 주차 공간 활용의 효율성이 증대되고, 개인 차량 소유의 필요성이 줄어들며 공유 모빌리티 서비스가 더욱 활성화될 수 있다.
도시 계획 및 인프라 변화: 자율주행차에 최적화된 스마트 도시 인프라가 구축될 것이다. 이는 도로 설계, 신호 체계, 주차 공간 등 도시 전반의 변화를 유도하며, 대중교통 시스템과의 연계를 통해 도시 이동성을 극대화할 수 있다.
경제 및 고용 시장 영향: 물류 및 운송 산업의 효율성이 극대화되어 비용 절감 효과가 발생할 것이다. 새로운 모빌리티 서비스 시장이 창출되고 관련 산업이 성장할 것으로 예상된다. 반면, 전문 운전자 직업(택시, 트럭, 버스 기사 등)의 감소 가능성도 제기되어, 이에 대한 사회적 대비가 필요하다.
개인의 삶의 질 향상: 운전으로부터 자유로워진 시간은 개인의 생산성 향상이나 여가 활동에 활용될 수 있다. 이동 약자(노약자, 장애인)의 이동권이 크게 확대되며, 교통사고 감소로 인한 사회적 비용 절감 및 생명 보호 효과도 기대된다.
6.2. 완전 자율주행 시대의 도래 시점 및 과제
전문가들은 레벨 5 완전 자율주행의 상용화 시점에 대해 다양한 예측을 내놓고 있다. 일부는 2030년대 중반 이후로 예상하며, 기술적 난제와 사회적 합의가 필요함을 강조한다. 특히, 모든 기상 조건과 모든 도로 환경에서 인간 운전자를 능가하는 안전성을 확보하는 것이 가장 큰 과제이다.
또한, 앞서 언급된 기술적, 법적, 윤리적 과제들을 해결하기 위한 지속적인 연구 개발과 국제적인 협력, 그리고 사회적 논의가 필수적이다. 특히, 자율주행 시스템의 투명성과 신뢰성을 확보하고, 사고 발생 시 책임 소재를 명확히 하며, 윤리적 기준을 수립하는 것이 중요하다.
6.3. 윤리적 논의의 중요성
자율주행 기술은 단순한 공학적 문제를 넘어 사회 전체의 가치관과 윤리적 판단에 영향을 미친다. '트롤리 딜레마'와 같은 극단적인 상황뿐만 아니라, 시스템의 편향성, 데이터 프라이버시, 인간과 기계의 상호작용 방식 등 다양한 윤리적 질문에 대한 답을 찾아야 한다. 기술 개발 단계부터 사회 각계각층의 참여를 통해 윤리적 가이드라인을 수립하고, 기술이 인간의 존엄성과 안전을 최우선으로 하도록 설계하는 노력이 지속되어야 할 것이다.
자율주행 기술은 인류에게 전례 없는 이동의 자유와 편의를 제공할 잠재력을 가지고 있다. 기술의 발전과 함께 사회적 합의와 제도적 정비가 조화를 이룰 때, 우리는 비로소 안전하고 지속 가능한 자율주행 시대를 맞이할 수 있을 것이다.
참고 문헌
SAE International. (2021). J3016_202104: Taxonomy and Definitions for Terms Related to Driving Automation Systems for On-Road Motor Vehicles.
National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA). (2022). Automated Vehicles for Safety. Retrieved from https://www.nhtsa.gov/technology-innovation/automated-vehicles-safety
Mercedes-Benz. (2023). DRIVE PILOT. Retrieved from https://www.mercedes-benz.com/en/innovation/drive-pilot/
Carnegie Mellon University. (n.d.). ALVINN. Retrieved from https://www.cs.cmu.edu/~tjochem/alvinn/alvinn.html
DARPA. (n.d.). Grand Challenge. Retrieved from https://www.darpa.mil/about-us/timeline/grand-challenge
Waymo. (n.d.). Our history. Retrieved from https://waymo.com/journey/
Cruise. (2023). Cruise Origin. Retrieved from https://www.getcruise.com/origin/
Mobileye. (2023). Mobileye SuperVision™ and Mobileye Chauffeur™. Retrieved from https://www.mobileye.com/our-technology/mobileye-supervision-and-mobileye-chauffeur/
Kim, J. H., & Kim, J. H. (2022). A Review of Sensor Fusion Techniques for Autonomous Driving. Journal of Advanced Transportation, 2022.
Chen, X., et al. (2023). Deep Learning for Autonomous Driving: A Survey. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 24(1), 1-20.
Jo, K., et al. (2022). High-Definition Map Generation and Localization for Autonomous Driving: A Survey. Sensors, 22(1), 321.
Guldner, S., et al. (2021). Drive-by-Wire Systems for Autonomous Vehicles: A Review. SAE Technical Paper, 2021-01-0863.
Tesla. (n.d.). Autopilot and Full Self-Driving Capability. Retrieved from https://www.tesla.com/autopilot
Baidu Apollo. (n.d.). Robotaxi. Retrieved from https://apollo.baidu.com/robotaxi
국토교통부. (2023). 자율주행 셔틀 서비스 확대.
TuSimple. (n.d.). Autonomous Freight Network. Retrieved from https://www.tusimple.com/technology/autonomous-freight-network
우아한형제들. (n.d.). 배달의민족 자율주행 로봇 '딜리'. Retrieved from https://www.woowahan.com/tech/robot-delivery
Siemens Mobility. (n.d.). Automated Train Operation. Retrieved from https://www.siemens.com/global/en/products/mobility/rail-solutions/automation/automated-train-operation.html
Airbus. (n.d.). Urban Air Mobility. Retrieved from https://www.airbus.com/en/innovation/future-mobility/urban-air-mobility
Avikus. (n.d.). Autonomous Navigation. Retrieved from https://www.avikus.ai/technology/autonomous-navigation
Honda. (2021). Honda SENSING Elite. Retrieved from https://global.honda/newsroom/news/2021/4210304eng.html
Deloitte. (2023). The future of mobility: Autonomous vehicles. Retrieved from https://www2.deloitte.com/us/en/pages/manufacturing/articles/future-of-mobility-autonomous-vehicles.html
Badue, C., et al. (2021). Self-Driving Cars: A Survey. Expert Systems with Applications, 165, 113812.
European Union Agency for Cybersecurity (ENISA). (2022). Cybersecurity of Autonomous Vehicles. Retrieved from https://www.enisa.europa.eu/publications/cybersecurity-of-autonomous-vehicles
Fagnant, D. J., & Kockelman, K. (2021). Preparing a Nation for Autonomous Vehicles: Opportunities, Barriers and Policy Recommendations. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 144, 1-14.
Bonnefon, J. F., et al. (2016). The social dilemma of autonomous vehicles. Science, 352(6293), 1573-1576.
McKinsey & Company. (2023). Autonomous driving: The path to adoption. Retrieved from https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/autonomous-driving-the-path-to-adoption
KPMG. (2022). Autonomous Vehicles Readiness Index. Retrieved from https://kpmg.com/xx/en/home/insights/2022/07/autonomous-vehicles-readiness-index.html
Gartner. (2023). Hype Cycle for Automotive and Smart Mobility.
자동차에서 사용할 수 있는 AI 모델인 알파마요와 이 모델을 학습시킨 데이터셋까지 모두 오픈소스로 공개했다. 알파마요는 실제 주행 데이터와 코스모스가 생성한 수많은 모델, 라벨링된 수십만 개의 사례를 통해 카메라 입력부터 차량 제어 출력까지 ‘엔드 투 엔드(End-to-End)’로 학습됐다. 가장 큰 특징은 어떤 행동을 할지, 왜 그 행동을 선택했는지 이유를 설명하고 주행 궤적을 제시한다는 것이다. 인간에게 배운 대로 아주 자연스럽게 운전할 뿐만 아니라, 예외 상황(Long-tail) 을 잘 처리할 수 있다.
안정성을 위해 추가적인 소프트웨어 스택, 즉 ‘가드레일’ 역할을 하는 완전히 추적 가능한(traceable) 두 번째 AV 스택을 구축한 것도 특징이다. 두 소프트웨어가 서로를 모니터링하고 ‘정책 및 안전 평가기’가 결정한다. “알파마요가 매우 안전하게 운전할 것이라고 확신하는가?” 확신한다면 알파마요가 주행을 담당하고, 만약 확신이 서지 않는 상황이라면, 평가기는 더 단순하고 안전한 가드레일 시스템인 클래식 AV 스택으로 전환한다.
피지컬AI와 세계 파운데이션 모델
“어떻게 컴퓨터 속에서 스크린과 스피커로 상호작용하던 지능을 현실 세계와 상호작용할 수 있는 존재로 바꿀 것인가?” 이 시스템에는 세 대의 컴퓨터가 필요하다. 첫 번째는 우리가 잘 아는 AI 모델 학습용 컴퓨터. 두 번째는 모델을 추론하는 컴퓨터(자동차나 로봇, 공장 등 엣지(Edge)에서 실행되는 로보틱스 컴퓨터), 세 번째가 바로 ‘시뮬레이션’을 위해 설계된 컴퓨터이다.
물리적 상호작용 데이터의 부족을 해결하기 위해 ‘연산을 데이터로 전환’하는 합성 데이터 생성 기술을 활용한다. 엔비디아는 물리 기반 시뮬레이션 세상인 옴니버스(Omniverse)와 월드 파운데이션 모델
파운데이션 모델
목차
1. 파운데이션 모델이란 무엇인가요?
1.1. 정의 및 주요 특징
1.2. LLM 및 생성형 AI와의 관계
2. 파운데이션 모델의 역사와 발전
2.1. 초기 연구 및 기반 기술
2.2. 대규모 사전 학습 모델의 등장
3. 파운데이션 모델의 핵심 기술 및 원리
3.1. 모델 아키텍처 및 훈련 방식
3.2. 데이터 수집 및 처리
3.3. 확장성 및 적응성
4. 파운데이션 모델의 주요 활용 사례
4.1. 자연어 처리 (NLP)
4.2. 컴퓨터 비전 및 시각적 이해
4.3. 코드 생성 및 개발 지원
4.4. 기타 응용 분야
5. 파운데이션 모델의 현재 동향 및 과제
5.1. 최신 발전 동향
5.2. 윤리적 고려사항 및 사회적 영향
5.3. 기술적 한계 및 해결 과제
6. 파운데이션 모델의 미래 전망
6.1. 기술 발전 방향
6.2. 범용 인공지능(AGI)으로의 발전 가능성
6.3. 사회 및 산업에 미칠 영향
1. 파운데이션 모델이란 무엇인가요?
파운데이션 모델은 현대 인공지능 분야에서 가장 혁신적이고 중요한 개념 중 하나로 부상하고 있다. 이는 단순한 기술적 진보를 넘어, 인공지능 시스템을 개발하고 활용하는 방식에 근본적인 변화를 가져오고 있다.
1.1. 정의 및 주요 특징
파운데이션 모델(Foundation Model, FM)은 방대한 데이터셋으로 사전 학습되어 다양한 하위 작업에 전이 학습될 수 있는 대규모 딥러닝 신경망 모델이다. 이 용어는 2021년 스탠퍼드 인간 중심 인공지능 연구소(Stanford Institute for Human-Centered Artificial Intelligence, HAI)에서 처음 사용되었으며, AI 개발의 새로운 패러다임을 설명하기 위해 고안되었다. 기존의 머신러닝 모델이 특정 작업을 위해 처음부터 훈련되는 '맞춤형 도구'였다면, 파운데이션 모델은 다양한 용도로 재사용 가능한 '범용 인프라' 역할을 수행한다.
파운데이션 모델의 주요 특징은 다음과 같다.
범용성 (General-purpose): 파운데이션 모델은 특정 작업에 특화되지 않고, 언어 이해, 이미지 인식, 코드 생성 등 광범위한 작업을 수행할 수 있도록 설계된다. 이는 하나의 모델이 다양한 도메인과 애플리케이션에 적용될 수 있음을 의미한다.
적응성 (Adaptability): 사전 학습된 파운데이션 모델은 특정 하위 작업에 맞춰 최소한의 추가 훈련(미세 조정, Fine-tuning)이나 프롬프트 엔지니어링을 통해 효율적으로 적응할 수 있다. 이러한 적응 방식에는 프롬프팅, 인컨텍스트 학습(in-context learning), 미세 조정(fine-tuning), LoRA(Low-Rank Adaptation) 등이 있다.
확장성 (Scalability): 파운데이션 모델은 수십억 개에서 수조 개에 이르는 방대한 매개변수(parameter)를 가지며, 모델의 크기와 훈련 데이터의 양이 증가할수록 성능이 예측 가능하게 향상되는 경향을 보인다. 이러한 대규모 확장은 복잡한 패턴과 관계를 학습하는 데 필수적이지만, 동시에 막대한 컴퓨팅 자원(주로 GPU)을 필요로 한다.
전이 학습 (Transfer Learning): 파운데이션 모델은 한 작업에서 학습한 지식을 다른 관련 작업에 적용하는 전이 학습(transfer learning) 개념을 기반으로 한다. 이는 새로운 애플리케이션을 개발할 때 모델을 처음부터 훈련할 필요 없이, 이미 학습된 지식을 활용하여 개발 시간과 비용을 크게 절감할 수 있게 한다.
새로운 기능 (Emergent Capabilities): 대규모로 훈련된 파운데이션 모델은 명시적으로 훈련되지 않은 작업도 수행할 수 있는 '새로운 기능(emergent capabilities)'을 보여주기도 한다. 이는 모델이 단순히 학습된 패턴을 반복하는 것을 넘어, 복잡한 추론이나 문제 해결 능력을 발휘할 수 있음을 시사한다.
1.2. LLM 및 생성형 AI와의 관계
파운데이션 모델, 대규모 언어 모델(LLM), 생성형 AI는 밀접하게 관련되어 있지만 서로 다른 개념이다. 이들 간의 관계를 이해하는 가장 좋은 방법은 '엔진'과 '기능'으로 비유하는 것이다.
대규모 언어 모델(LLM): LLM은 파운데이션 모델의 주요 유형 중 하나이다. LLM은 이름에서 알 수 있듯이 방대한 양의 텍스트와 코드를 대상으로 특별히 훈련된 모델이다. OpenAI의 GPT 시리즈(예: GPT-3, GPT-4)와 Google의 BERT가 대표적인 LLM이자 파운데이션 모델의 초기 사례이다. 모든 LLM은 파운데이션 모델이지만, 모든 파운데이션 모델이 LLM인 것은 아니다. 파운데이션 모델이라는 더 넓은 범주에는 이미지, 오디오, 비디오 또는 이들의 조합(멀티모달)과 같은 다른 데이터 유형으로 훈련된 모델도 포함되기 때문이다.
생성형 AI (Generative AI): 생성형 AI는 파운데이션 모델이 수행할 수 있는 주요 '기능' 중 하나로, 텍스트, 이미지, 코드와 같은 새로운 콘텐츠를 생성하는 능력을 의미한다. 챗GPT와 같은 생성형 AI 애플리케이션은 대규모 언어 모델(LLM)이라는 파운데이션 모델을 기반으로 작동한다. 대부분의 파운데이션 모델은 생성 작업에 널리 사용되지만, 복잡한 분류나 분석과 같은 비생성 목적으로도 활용될 수 있다. 즉, 파운데이션 모델은 새로운 콘텐츠를 생성하는 '생성형' 기능뿐만 아니라 기존 데이터를 이해하고 분석하는 '판별형' 기능도 수행할 수 있는 강력한 기반 기술이다.
2. 파운데이션 모델의 역사와 발전
파운데이션 모델의 개념이 등장하기까지는 수십 년에 걸친 인공지능 연구와 기술 발전이 있었다. 특히 딥러닝과 특정 아키텍처의 발전은 파운데이션 모델의 출현에 결정적인 역할을 했다.
2.1. 초기 연구 및 기반 기술
파운데이션 모델은 딥러닝 신경망, 전이 학습, 자기 지도 학습과 같은 기존 머신러닝 기술을 기반으로 구축되었다. 특히 인공지능 분야의 핵심 전환점은 '트랜스포머(Transformer)' 아키텍처의 등장이었다.
딥러닝의 발전: 2010년대 중반 이후 딥러닝(Deep Learning) 기술이 비약적으로 발전하면서, 다층 신경망을 통해 복잡한 패턴을 학습하는 능력이 크게 향상되었다. 이는 파운데이션 모델과 같은 대규모 모델의 기반을 마련하는 데 기여했다.
트랜스포머 아키텍처의 등장: 2017년 Google이 발표한 트랜스포머 아키텍처는 파운데이션 모델의 부상에 결정적인 역할을 했다. 트랜스포머는 '어텐션(Attention)' 메커니즘을 기반으로 하여, 입력 데이터의 각 부분이 다른 부분과 어떻게 관련되는지 학습한다. 이는 기존 순환 신경망(RNN)이나 합성곱 신경망(CNN)보다 훨씬 효율적으로 장거리 의존성(long-range dependencies)을 포착하고, 특히 병렬 처리가 가능하여 대규모 데이터셋에 대한 훈련 시간을 획기적으로 단축시켰다. 트랜스포머의 도입으로 언어 모델은 재사용 가능하게 되었고, 정확도 또한 지속적으로 향상되었다.
2.2. 대규모 사전 학습 모델의 등장
트랜스포머 아키텍처를 기반으로 대규모 데이터셋에 사전 학습된 모델들이 등장하면서 인공지능 분야는 혁신적인 변화를 맞이했다.
BERT의 출현: 2018년 Google이 공개한 BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)는 최초의 파운데이션 모델 중 하나로 평가받는다. BERT는 양방향 모델로서, 문맥 전체를 분석하여 단어의 의미를 파악하는 방식으로 훈련되었다. 이는 자연어 처리(NLP) 분야에서 전례 없는 성능 향상을 가져왔다.
GPT 시리즈의 등장: OpenAI가 개발한 GPT(Generative Pre-trained Transformer) 시리즈는 파운데이션 모델의 대표적인 성공 사례이다. 특히 GPT-3.5를 기반으로 한 챗GPT(ChatGPT)의 2022년 출시는 파운데이션 모델과 생성형 AI가 대중에게 널리 알려지는 계기가 되었다. GPT-4는 1,700조 개에 달하는 매개변수와 5조 개 이상의 단어로 훈련된 거대한 모델로, 인간과 유사한 텍스트를 생성하고 다양한 언어 작업을 수행하는 데 탁월한 능력을 보여주었다.
혁신적 영향력: 이러한 대규모 사전 학습 모델들은 인공지능 연구의 패러다임을 '특정 작업에 특화된 모델'에서 '적응 가능한 범용 모델'로 전환시켰다. 웹에서 수집된 대규모 데이터셋과 자기 지도 학습 방식을 활용하여 훈련된 이 모델들은 인공지능의 잠재력을 극대화하는 새로운 가능성을 제시했다.
3. 파운데이션 모델의 핵심 기술 및 원리
파운데이션 모델이 광범위한 작업에서 뛰어난 성능을 발휘하는 것은 그 내부의 정교한 기술적 원리와 구성 요소 덕분이다. 모델 아키텍처, 훈련 방식, 데이터 처리, 그리고 확장성과 적응성은 파운데이션 모델의 핵심을 이룬다.
3.1. 모델 아키텍처 및 훈련 방식
파운데이션 모델의 기술적 기반은 주로 트랜스포머 아키텍처와 자기 지도 학습 방식에 있다.
모델 아키텍처: 많은 파운데이션 모델, 특히 자연어 처리(NLP) 분야의 모델들은 트랜스포머 아키텍처를 채택한다. 트랜스포머는 인코더와 디코더로 구성되며, 인코더는 입력 시퀀스를 임베딩(embedding)이라는 수치적 표현으로 변환하여 토큰의 의미론적, 위치적 정보를 포착한다. 디코더는 이러한 임베딩을 기반으로 출력을 생성한다. 오늘날 대부분의 대규모 언어 모델(LLM)은 주로 디코더 구성 요소를 활용한다.
자기 지도 학습 (Self-supervised learning): 파운데이션 모델은 방대한 양의 레이블 없는(unlabeled) 데이터에 대해 자기 지도 학습(self-supervised learning) 방식을 사용하여 훈련된다. 이 방식에서는 모델 자체가 레이블 없는 데이터에서 학습 작업을 생성하고 레이블을 만든다. 예를 들어, 텍스트 데이터의 경우 문장에서 누락된 단어를 예측하거나 다음 단어를 예측하는 방식으로 학습이 이루어진다. 이를 통해 모델은 데이터 내의 복잡한 패턴, 관계, 그리고 기본적인 구조를 스스로 학습하게 된다. 지도 학습(supervised learning)처럼 사람이 직접 레이블을 지정하는 데 드는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다는 장점이 있다.
대규모 훈련 과정: 파운데이션 모델의 훈련은 엄청난 컴퓨팅 자원(GPU 또는 TPU)을 필요로 하며, 모델의 크기와 데이터셋의 복잡성에 따라 며칠에서 몇 주까지 소요될 수 있다. 이러한 대규모 훈련을 효율적으로 수행하기 위해 데이터 병렬 처리, 텐서 병렬 처리, 시퀀스 병렬 처리, FSDP(Fully Sharded Data Parallel)와 같은 분산 훈련 기술이 활용된다.
3.2. 데이터 수집 및 처리
파운데이션 모델의 성능은 훈련에 사용되는 데이터셋의 규모와 품질에 크게 좌우된다.
방대한 데이터셋의 중요성: 파운데이션 모델은 '방대한(vast)' 또는 '대규모(massive)' 데이터셋으로 훈련된다. '더 많은 데이터가 더 나은 성능으로 이어진다'는 원칙에 따라, 모델은 다양한 패턴, 스타일, 정보를 학습하여 새로운 데이터에 효과적으로 일반화할 수 있게 된다.
데이터 수집: 훈련 데이터는 책, 기사, 웹사이트 등 다양한 출처에서 수집된다. OpenAI의 파운데이션 모델은 공개적으로 사용 가능한 인터넷 정보, 제3자와의 파트너십을 통해 접근하는 정보, 그리고 사용자, 인간 트레이너, 연구원이 제공하거나 생성하는 정보를 활용한다. Apple의 경우, 웹 크롤러인 AppleBot이 수집한 공개 데이터와 라이선스 데이터를 조합하여 모델을 훈련한다.
정제 및 전처리: 수집된 원시 데이터는 모델 훈련에 사용되기 전에 철저한 처리 과정을 거친다. 이 과정에는 콘텐츠 이해를 위한 분류, 혐오 발언이나 중복 항목과 같은 불필요한 자료 제거를 위한 필터링, 그리고 최종적으로 깨끗하고 조직화된 데이터셋을 형성하는 정제 작업이 포함된다. 특히, 사회 보장 번호나 신용 카드 번호와 같은 개인 식별 정보(PII)는 필터링되며, 비속어 및 저품질 콘텐츠도 훈련 말뭉치에 포함되지 않도록 걸러진다. 데이터 추출, 중복 제거, 모델 기반 분류기를 통한 고품질 문서 식별 등도 중요한 전처리 단계이다.
3.3. 확장성 및 적응성
파운데이션 모델의 핵심 강점은 그 확장성과 다양한 작업에 대한 적응 능력에 있다.
모델 크기 확장 (Scaling): 파운데이션 모델의 정확성과 기능은 모델의 크기와 훈련 데이터의 양에 비례하여 예측 가능하게 확장되는 경향이 있다. '확장 법칙(scaling laws)'은 데이터, 모델 크기, 컴퓨팅 사용량과 같은 자원과 모델의 기능 간의 관계를 설명하는 경험적 추세이다. 수십억 개에서 수조 개에 달하는 매개변수를 가진 모델은 데이터 내의 복잡하고 미묘한 패턴을 포착할 수 있게 된다. 이러한 확장은 대규모 데이터 분석을 위한 파운데이션 모델의 역량을 향상시키는 데 기여한다.
다양한 하위 작업에 적응 (Adaptation): 파운데이션 모델은 본질적으로 다목적이며, 특정 사용 사례에 맞게 '적응(adaptation)'이 필요하다. 이러한 적응은 모델을 처음부터 다시 훈련하는 것보다 훨씬 적은 비용과 시간으로 이루어진다. 적응 방법으로는 프롬프트 엔지니어링, 인컨텍스트 학습(in-context learning), 미세 조정(fine-tuning), LoRA(Low-Rank Adaptation) 등이 있다. 미세 조정을 통해 모델은 특정 작업이나 도메인에 맞게 사용자 정의될 수 있으며, 이는 처음부터 모델을 훈련할 필요성을 줄여준다. 또한, 훈련 데이터가 거의 없거나 전혀 없는 상황에서도 모델을 활용할 수 있는 제로샷(zero-shot) 및 퓨샷(few-shot) 학습과 같은 기술도 적응성을 높이는 방법이다.
4. 파운데이션 모델의 주요 활용 사례
파운데이션 모델은 그 범용성과 적응성 덕분에 다양한 산업 분야와 응용 프로그램에서 혁신적인 변화를 이끌고 있다.
4.1. 자연어 처리 (NLP)
파운데이션 모델은 자연어 처리(NLP) 분야에서 가장 두드러진 활약을 보이며, 언어 관련 작업의 방식을 근본적으로 변화시켰다.
텍스트 생성: 시, 스크립트, 기사, 마케팅 문구 등 다양한 형식의 창의적인 텍스트를 생성할 수 있다. 챗봇 및 자동화된 콘텐츠 생성에 활용된다.
번역 및 요약: 여러 언어 간의 원활한 번역을 지원하며, 긴 문서를 간결하게 요약하여 핵심 정보를 추출하는 데 탁월하다.
질문 답변 및 감성 분석: 사용자 질문에 대한 정확한 답변을 제공하고, 텍스트의 감성적 톤을 이해하는 감성 분석에도 활용된다.
챗봇 및 가상 비서: 인간과 유사한 대화 능력을 바탕으로 고객 지원 챗봇, 가상 비서 등 인간-컴퓨터 상호작용을 개선한다.
4.2. 컴퓨터 비전 및 시각적 이해
파운데이션 모델은 컴퓨터 비전 분야에서도 이미지 생성, 객체 인식 등 시각 데이터 처리 능력을 혁신하고 있다.
이미지 생성: DALL-E, Stable Diffusion, Imagen과 같은 모델들은 텍스트 설명으로부터 사실적인 이미지를 생성하는 능력을 보여준다.
객체 인식 및 분류: 보안 카메라의 객체 감지, 자율 주행 차량의 보행자 및 차량 식별, 의료 영상 분석 등에서 활용된다. Grounding DINO는 객체 감지에, SAM(Segment Anything Model)은 이미지 분할에 사용된다. CLIP(Contrastive Language–Image Pre-training)은 이미지 분류 및 이미지 비교에 활용된다.
비디오 분석: 비디오에서 장면 변화를 식별하거나, 비디오 편집 및 사실적인 특수 효과 생성에도 응용될 수 있다.
멀티모달 이해: CLIP과 같은 모델은 이미지와 텍스트 간의 관계를 이해하고 정렬하여 이미지-텍스트 검색 및 개방형 객체 감지와 같은 다재다능한 애플리케이션을 가능하게 한다.
4.3. 코드 생성 및 개발 지원
소프트웨어 개발 분야에서 파운데이션 모델은 개발 생산성을 향상시키는 강력한 도구로 자리 잡고 있다.
자동 코드 생성: 자연어 입력을 기반으로 다양한 프로그래밍 언어로 컴퓨터 코드를 자동으로 생성한다. GitHub Copilot(Codex 모델 기반), Anthropic의 Claude Code, Google의 Codey, IBM의 Granite Code 모델 등이 대표적인 예시이다.
디버깅 및 리팩토링: 생성된 코드의 오류를 평가하고 디버깅하며, 기존 코드의 리팩토링을 지원하여 코드 품질을 향상시킨다.
개발 보조 및 에이전트 지원: 개발자가 복잡한 프로그래밍 작업을 수행할 때 다단계 에이전트(agentic) 지원을 제공하여 개발 과정을 보조한다. Apple의 Foundation Models 프레임워크는 Swift 데이터 구조를 생성하는 데 활용될 수 있다.
자연어-SQL 변환: 자연어 쿼리를 SQL 코드로 변환하여 데이터 분석 및 관리 작업을 간소화한다.
미래 전망: GitHub CEO 토마스 돔케(Thomas Dohmke)는 향후 5년 내에 소프트웨어 코드의 80%가 AI에 의해 작성될 것이라고 예측했다.
4.4. 기타 응용 분야
파운데이션 모델의 활용 범위는 언어와 비전을 넘어 다양한 분야로 확장되고 있다.
음성 인식 및 합성: 음성 데이터를 텍스트로 변환하거나, 텍스트를 자연스러운 음성으로 합성하는 데 활용된다.
인간-컴퓨터 상호작용: 생성형 AI 모델은 인간의 입력을 통해 학습하고 예측을 개선하며, 인간의 의사 결정을 지원하는 데 활용될 수 있다. 임상 진단, 의사 결정 지원 시스템, 분석 등이 잠재적 용도이다.
과학 연구: 천문학, 방사선학, 유전체학, 화학, 시계열 예측, 수학 등 다양한 과학 분야에서 방대한 데이터셋을 분석하여 전통적인 방법으로는 놓칠 수 있는 패턴과 관계를 식별함으로써 과학적 발견을 가속화할 수 있다.
로봇 제어: RT-2와 같은 모델은 로봇 제어 분야에도 적용되어 로봇이 복잡한 작업을 수행하도록 돕는다.
5. 파운데이션 모델의 현재 동향 및 과제
파운데이션 모델은 빠르게 발전하고 있지만, 동시에 기술적, 윤리적, 사회적 측면에서 다양한 도전과제를 안고 있다.
5.1. 최신 발전 동향
파운데이션 모델 연구 및 개발은 현재 다음과 같은 주요 방향으로 진화하고 있다.
멀티모달 모델: 텍스트, 이미지, 오디오, 비디오 등 다양한 양식(modality)의 데이터를 동시에 처리하고 이해하는 멀티모달(multimodal) 모델의 개발이 활발하다. DALL-E(이미지), MusicGen(음악), LLark(음악), RT-2(로봇 공학) 등이 멀티모달 파운데이션 모델의 예시이다. 이는 AI가 더욱 풍부하고 다감각적인 경험을 제공할 수 있도록 한다.
효율적인 추론 기술 및 소형화 모델: 대규모 모델의 막대한 자원 소모 문제를 해결하기 위해, 더 작고, 빠르며, 저렴한 모델을 개발하여 더 넓은 범위에서 AI를 활용할 수 있도록 하는 연구가 진행 중이다.
추론 강화 (Reasoning Enhancement): 모델이 더 스마트하게 사고하고 복잡한 문제를 해결할 수 있도록 추론 능력을 강화하는 방향으로 발전하고 있다.
도구 사용 (Tool Use): AI가 웹 검색, 데이터베이스, 사용자 정의 도구 등 외부 도구와 시스템을 활용하는 방법을 학습하는 능력이 중요해지고 있다.
컨텍스트 길이 확장 (Context Length Expansion): AI가 더 긴 대화나 문서에서 더 많은 정보를 기억하고 활용할 수 있도록 컨텍스트 길이(context length)를 확장하는 연구가 진행 중이다.
자율 에이전트 (Autonomous Agents): AI가 독립적으로 또는 협력적으로 행동하며 외부 도구 및 시스템과 상호작용하는 자율 에이전트(autonomous agents) 개발이 주목받고 있다.
실시간 데이터 통합: 모델의 지식 단절(knowledge cut-off) 문제를 극복하고 최신 정보를 반영하기 위해 검색 기능을 통합하여 실시간 정보에 접근할 수 있도록 하는 노력이 이루어지고 있다.
5.2. 윤리적 고려사항 및 사회적 영향
파운데이션 모델의 강력한 능력은 사회에 긍정적인 영향을 미칠 수 있지만, 동시에 여러 윤리적, 사회적 문제를 야기할 수 있다.
편향 (Bias): 모델이 훈련된 데이터셋에 존재하는 편향이 모델의 출력에 반영되어 차별적이거나 불공정한 결과를 초래할 수 있다.
오정보 생성 및 환각 (Misinformation/Hallucination): 파운데이션 모델은 때때로 그럴듯하지만 사실과 다른 정보(환각, hallucination)를 생성할 수 있으며, 이는 오정보 확산으로 이어질 수 있다 [cite: 4, 5, 5.3].
보안 취약점: 대규모 모델의 복잡성은 새로운 보안 취약점을 발생시키고, 악의적인 목적으로 오용될 가능성을 내포한다.
저작권 문제: 방대한 인터넷 데이터로 훈련되는 과정에서 저작권이 있는 콘텐츠가 사용될 수 있으며, 이로 인해 생성된 콘텐츠의 저작권 침해 논란이 발생할 수 있다.
일자리 변화: 파운데이션 모델을 통한 자동화는 특정 직업군의 수요를 감소시키거나 변화시킬 수 있으며, 새로운 직업의 창출로 이어질 수도 있다.
규제 및 거버넌스: 이러한 문제들로 인해 각국 정부는 파운데이션 모델에 대한 규제 및 거버넌스 프레임워크를 마련하기 시작했다. 예를 들어, 미국은 AI의 안전하고 신뢰할 수 있는 개발 및 사용에 관한 행정 명령에서 파운데이션 모델을 정의하고 있으며, 유럽 연합의 EU AI Act와 영국의 경쟁시장청(CMA) 보고서에서도 파운데이션 모델에 대한 정의와 규제 논의가 이루어지고 있다.
개인 정보 보호: OpenAI와 Apple은 모델 훈련 시 사용자 개인 정보를 의도적으로 수집하지 않으며, 공개적으로 사용 가능한 인터넷 정보에서 개인 식별 정보(PII)를 필터링한다고 밝히고 있다.
5.3. 기술적 한계 및 해결 과제
파운데이션 모델은 놀라운 발전을 이루었지만, 여전히 여러 기술적 한계와 해결해야 할 과제를 안고 있다.
환각 (Hallucination) 문제: 모델이 사실과 다른 정보를 생성하는 환각 현상은 여전히 주요한 기술적 한계이다. 이를 줄이기 위해 모델을 기업의 자체 데이터에 '접지(grounding)'시키는 방법 등이 연구되고 있다.
막대한 자원 소모: 파운데이션 모델을 구축하는 데는 데이터 획득, 큐레이션, 처리 및 컴퓨팅 파워(GPU)에 수억 달러가 소요될 수 있을 정도로 막대한 자원이 필요하다. 훈련 과정만으로도 몇 주가 걸릴 수 있다. 이러한 자원 소모는 모델의 접근성과 지속 가능성을 저해하는 요인이 된다.
제어의 어려움: 대규모 모델의 복잡성으로 인해 모델이 의도한 대로 작동하고 인간의 가치에 부합하도록 제어하는 것이 어렵다.
데이터 병목 현상: 고품질의 방대한 훈련 데이터를 지속적으로 확보하고 처리하는 것은 여전히 중요한 과제이다. 데이터 수집, 전처리, 저장 효율성은 모델의 성능에 직접적인 영향을 미친다.
설명 가능성 (Explainability): 모델이 특정 결정을 내리거나 출력을 생성하는 이유를 인간이 이해하기 어려운 '블랙박스' 문제는 여전히 남아있다. AI의 신뢰성과 책임성을 높이기 위해서는 설명 가능한 AI(XAI) 기술의 발전이 필수적이다.
6. 파운데이션 모델의 미래 전망
파운데이션 모델은 인공지능의 미래를 형성하고 인류 사회에 광범위한 영향을 미칠 잠재력을 가지고 있다. 기술 발전 방향과 범용 인공지능(AGI)으로의 발전 가능성, 그리고 사회 및 산업에 미칠 영향을 예측해 본다.
6.1. 기술 발전 방향
파운데이션 모델은 지속적인 연구 개발을 통해 더욱 강력하고 효율적인 방향으로 발전할 것으로 예상된다.
더욱 강력하고 범용적인 모델: 현재의 파운데이션 모델보다 훨씬 더 광범위한 기능을 갖추고 다양한 양식(modality)에 걸쳐 깊이 있는 이해를 제공하는 모델들이 등장할 것이다.
새로운 아키텍처 및 학습 방법: 현재 주류인 트랜스포머 아키텍처를 넘어서는 새로운 모델 아키텍처와 더 효율적인 학습 방법이 개발될 가능성이 있다. 예를 들어, 지능형 파운데이션 모델(Intelligence Foundation Model, IFM)은 언어, 비전 등 특정 도메인의 패턴 학습을 넘어 다양한 지능형 행동으로부터 직접 학습하여 지능의 근본적인 메커니즘을 습득하는 것을 목표로 하는 새로운 관점을 제시한다.
도메인별 특화 모델: 법률, 헬스케어와 같은 특정 도메인에 특화된 파운데이션 모델이 강력한 위치를 차지할 것으로 예상된다. 이는 해당 분야의 전문 지식과 결합하여 더욱 정확하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공할 것이다.
AI 인프라의 통합: 파운데이션 모델은 CRM(고객 관계 관리) 및 ERP(전사적 자원 관리) 시스템 내부에 보이지 않는 인프라로 통합되어, 기업 운영의 효율성을 조용히 혁신할 것으로 전망된다.
6.2. 범용 인공지능(AGI)으로의 발전 가능성
파운데이션 모델은 범용 인공지능(Artificial General Intelligence, AGI) 실현을 향한 중요한 발걸음으로 여겨진다. AGI는 인간이나 다른 동물이 수행할 수 있는 모든 지적 작업을 이해하거나 학습할 수 있는 가상의 지능형 에이전트를 의미한다.
AGI로의 기여: 파운데이션 모델은 특정 작업에만 집중하는 협소 인공지능(Artificial Narrow Intelligence, ANI)을 넘어, 여러 작업을 수행하고 적응할 수 있는 능력을 보여주며 AGI로의 전환 가능성을 제시한다. 그들의 범용성과 전이 학습 능력은 AGI의 핵심 요소인 광범위한 지식과 추론 능력을 구축하는 데 기여할 수 있다.
현재의 한계: 하지만 AGI의 실현은 아직 멀리 떨어져 있는 목표이다. 현재의 파운데이션 모델은 여전히 특정 도메인이나 양식 내에서의 학습에 특화되어 있으며, 인간 수준의 일반화, 추론, 적응 학습 능력을 완전히 갖추지는 못했다.
새로운 접근 방식: 지능형 파운데이션 모델(IFM)과 같은 새로운 연구는 언어, 비전 등 특정 도메인의 패턴 학습을 넘어, 다양한 지능형 행동으로부터 직접 학습하여 지능의 근본적인 메커니즘을 습득하는 것을 목표로 한다. 이는 생물학적 신경 시스템의 동역학을 모방하는 새로운 네트워크 아키텍처와 학습 목표를 통해 AGI에 접근하려는 시도이다.
6.3. 사회 및 산업에 미칠 영향
파운데이션 모델은 사회 전반과 다양한 산업 분야에 광범위한 영향을 미칠 것으로 예상된다.
산업 혁신 가속화: 헬스케어, 법률, 교육, 전자상거래, 자율 주행, 농업 등 거의 모든 산업 분야에서 파운데이션 모델을 활용한 혁신이 가속화될 것이다. 이는 제품 개발 시간 단축, 운영 효율성 증대, 새로운 서비스 창출로 이어진다.
생산성 향상 및 비용 절감: 파운데이션 모델은 반복적이고 창의적인 작업을 자동화하여 생산성을 크게 향상시키고, 기업이 새로운 AI 애플리케이션을 더 빠르고 저렴하게 개발할 수 있도록 돕는다.
새로운 직업 창출 및 직무 변화: 자동화로 인해 일부 직업이 사라지거나 변화하는 동시에, AI 모델을 개발, 관리, 활용하는 새로운 유형의 직업이 창출될 것이다. AI와의 협업 능력이 미래 인력의 중요한 역량이 될 것이다.
초개인화 경험 제공: 파운데이션 모델은 고객에게 초개인화된 제품, 서비스, 콘텐츠를 제공함으로써 고객 만족도를 높이고 기업의 수익 증대로 이어질 수 있다.
사회 구조 변화 및 윤리적 책임 강화: AI 시스템이 사회의 일상 업무와 의사 결정에 더욱 깊이 통합되면서 사회 구조 전반에 걸친 변화가 예상된다. 이에 따라 AI의 책임감 있는 개발 및 사용, 윤리적 고려사항 준수, 그리고 법적 규제 준수의 중요성이 더욱 강조될 것이다.
참고 문헌
Foundation model - Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Foundation_model
What are Foundation Models? - Generative AI - AWS. https://aws.amazon.com/what-is/foundation-models/
Use Cases for Computer Vision Foundation Models - Roboflow Blog (2023-08-29). https://blog.roboflow.com/computer-vision-foundation-models/
What are foundation models? | Google Cloud. https://cloud.google.com/use-cases/foundation-models
What are the key characteristics of foundational models? - Deepchecks. https://deepchecks.com/glossary/foundation-models-characteristics/
What are foundation models for AI? - Red Hat (2025-12-02). https://www.redhat.com/en/topics/ai/what-are-foundation-models
What are Foundation Models? (Plus Types and Use Cases) - Couchbase (2024-04-29). https://www.couchbase.com/blog/what-are-foundation-models/
What Are Foundation Models? - IBM. https://www.ibm.com/topics/foundation-models
Foundation Models: Powering the AI Revolution - Viso Suite (2024-09-20). https://viso.ai/deep-learning/foundation-models/
The power of foundation models - Toloka AI (2023-10-26). https://toloka.ai/blog/the-power-of-foundation-models/
[기고] 무엇이 파운데이션 모델을 특별하게 하는가 - AI타임스 (2024-10-09). https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=159359
파운데이션 모델이란?- 생성형 AI의 파운데이션 모델 설명 - AWS. https://aws.amazon.com/ko/what-is/foundation-models/
파운데이션 모델이란 무엇인가요? - Google Cloud. https://cloud.google.com/use-cases/foundation-models?hl=ko
Generative AI & Foundation Models: A Look into the Future - Intel Capital. https://www.intelcapital.com/generative-ai-foundation-models-a-look-into-the-future/
파운데이션 모델이란 무엇인가요? - IBM. https://www.ibm.com/kr-ko/topics/foundation-models
Foundation Models: The Benefits, Risks, and Applications - V7 Go (2023-08-31). https://www.v7labs.com/blog/foundation-models
The Foundation Models Reshaping Computer Vision | by The Tenyks Blogger | Medium (2023-10-26). https://medium.com/@thetenyksblogger/the-foundation-models-reshaping-computer-vision-d064ddb44322
How foundation models streamline AI development? | by Agihx - Medium (2024-06-03). https://medium.com/@agihx/how-foundation-models-streamline-ai-development-5f7202359483
How Have Foundation Models Redefined Computer Vision Using AI? - Encord (2024-04-30). https://encord.com/blog/foundation-models-computer-vision/
From Pixels To Perception: The Impact Of Foundation Models For Vision - Forrester (2024-09-06). https://www.forrester.com/blogs/from-pixels-to-perception-the-impact-of-foundation-models-for-vision/
파운데이션 모델 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전. https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8C%8C%EC%9A%B4%EB%8D%B0%EC%9D%B4%EC%85%98_%EB%AA%A8%EB%8D%B8
Foundational Model vs. LLM: Understanding the Differences | by Novita AI - Medium (2024-05-13). https://medium.com/@novita.ai/foundational-model-vs-llm-understanding-the-differences-534d70b5d55b
Foundation Models: Scaling Large Language Models | by Luhui Hu - Towards AI (2023-03-31). https://towardsai.net/p/foundation-models-scaling-large-language-models
Foundation Model vs LLM: Key Differences Explained - Openxcell (2025-01-20). https://www.openxcell.com/blog/foundation-model-vs-llm/
3 Ways to Adapt a Foundation Model to Fit Your Specific Needs - Kili Technology. https://www.kili-technology.com/blog/3-ways-to-adapt-a-foundation-model-to-fit-your-specific-needs
Foundation Models: The Building Blocks of Next-Gen AI (2023-05-24). https://www.kloudportal.com/insights/foundation-models-the-building-blocks-of-next-gen-ai/
How Are Foundation Models Fuelling the Future of AI? - SG Analytics (2022-06). https://www.sganalytics.com/blog/how-are-foundation-models-fuelling-the-future-of-ai/
What Are Generative AI, Large Language Models, and Foundation Models? | Center for Security and Emerging Technology - CSET Georgetown (2023-05-12). https://cset.georgetown.edu/article/what-are-generative-ai-large-language-models-and-foundation-models/
Scaling Foundation Models: Challenges in Memory, Compute, and Efficiency | Shieldbase. https://shieldbase.io/blog/scaling-foundation-models-challenges-in-memory-compute-and-efficiency
Foundation Models for Source Code | Niklas Heidloff (2023-02-01). https://heidloff.net/article/foundation-models-for-source-code/
GLM-4.5: Reasoning, Coding, and Agentic Abililties - Z.ai Chat (2025-07-28). https://z.ai/blog/glm-4-5-reasoning-coding-and-agentic-abililties
AI Foundation Models : What's Next for 2025 and Beyond - YouTube (2025-02-05). https://www.youtube.com/watch?v=UFeUOZJSwFY
How to Ensure Sufficient Data for AI Foundation Models - Huawei BLOG (2024-01-08). https://blog.huawei.com/2024/01/08/how-to-ensure-sufficient-data-for-ai-foundation-models/
The New Age of AI: Harnessing Foundation Models with Self-Supervised Learning, Fine-Tuning, and More | by buse köse | Medium (2024-11-14). https://medium.com/@busekose/the-new-age-of-ai-harnessing-foundation-models-with-self-supervised-learning-fine-tuning-and-more-a53d30829878
How ChatGPT and our foundation models are developed - OpenAI Help Center. https://help.openai.com/en/articles/8672159-how-chatgpt-and-our-foundation-models-are-developed
Scalability and Efficiency of Foundation Models for Big Data Analytics - ResearchGate (2025-01-25). https://www.researchgate.net/publication/380720888_Scalability_and_Efficiency_of_Foundation_Models_for_Big_Data_Analytics
Foundation Models | Apple Developer Documentation. https://developer.apple.com/documentation/foundationmodels/
Self-Supervised Learning and Foundation models | by Anushka Chathuranga | Medium (2024-02-15). https://medium.com/@anushka-chathuranga/self-supervised-learning-and-foundation-models-31a72d1f7743
Introducing Apple's On-Device and Server Foundation Models (2024-06-10). https://machinelearning.apple.com/research/introducing-apple-foundation-models
Exploring the Foundation Models framework - Create with Swift (2025-08-07). https://createwithswift.com/exploring-the-foundation-models-framework/
Stanford AI Experts Predict What Will Happen in 2026 (2025-12-15). https://hai.stanford.edu/news/stanford-ai-experts-predict-what-will-happen-2026
AI at Scale: How Foundation Models Are Reshaping Enterprise Tech - Premier IT Data Engineering Consulting Partner - KloudPortal (2025-08-05). https://www.kloudportal.com/insights/ai-at-scale-how-foundation-models-are-reshaping-enterprise-tech/
Numbers Station: Integrating Foundation Models into the Modern Data Stack: Challenges and Solutions - ZenML LLMOps Database. https://zenml.io/blog/numbers-station-integrating-foundation-models-into-the-modern-data-stack-challenges-and-solutions
[2511.10119] Intelligence Foundation Model: A New Perspective to Approach Artificial General Intelligence - arXiv (2025-11-13). https://arxiv.org/abs/2511.10119
코스모스(Cosmos
코스모스(엔비디아 모델)
NVIDIA Cosmos는 자율주행차(AV), 로봇, 비디오 분석 AI 에이전트와 같은 피지컬 AI(Physical AI)를 더 빠르고 안전하게 개발할 수 있도록 오픈 월드 파운데이션 모델(World Foundation Models, WFM), 가드레일(Guardrails), 데이터 처리·큐레이션 라이브러리를 하나의 플랫폼 형태로 제공하는 기술 스택이다.
Cosmos의 핵심 목표는 실제 세계의 물리적 제약과 상호작용을 반영하는 “세계 모델”을 구축·적용하여, 시뮬레이션과 실제 데이터 사이의 간극을 줄이고 학습·검증·배포 파이프라인을 단축하는 데 있다.
목차
NVIDIA Cosmos의 배경과 피지컬 AI에서의 의미
World Foundation Models(WFM): 예측·변환·추론 모델 계열
가드레일과 안전 설계: 생성 파이프라인의 안전장치
데이터 처리·검색·큐레이션: 대규모 비디오/센서 데이터 운영
적용 분야와 도입 고려사항: 자율주행·로보틱스·비디오 분석
1. NVIDIA Cosmos의 배경과 피지컬 AI에서의 의미
피지컬 AI는 텍스트나 이미지처럼 정적인 데이터만으로 성능을 끌어올리기 어렵고, 물리 법칙(마찰, 관성, 가림, 충돌 등)과 시간에 따른 상태 변화가 학습의 중심이 된다. 따라서 학습 데이터는 다양한 환경 조건(날씨, 조도, 복잡한 동선, 군중/교통 혼잡 등)과 희소한 “롱테일” 상황을 폭넓게 포함해야 한다.
NVIDIA Cosmos는 이러한 요구를 충족하기 위해 “세계의 현재 상태를 이해하고 미래 상태를 생성·예측할 수 있는 모델”을 플랫폼화했다. 공개된 모델을 특정 도메인(도심 주행, 물류 창고, 공장 자동화 등)에 맞춰 재학습(포스트 트레이닝)하거나, 시뮬레이션으로 만든 장면을 사실적으로 변환해 대규모 합성 데이터를 생산하는 방식으로 데이터 부족 문제를 완화하는 접근을 취한다. NVIDIA는 2025년 1월 초 Cosmos WFM 플랫폼을 공개했고, 2025년 3월에는 모델과 데이터 도구를 확장하는 “주요 릴리스”를 발표했다.
2. World Foundation Models(WFM): 예측·변환·추론 모델 계열
Cosmos의 WFM은 물리적 상호작용과 시간적 연속성을 고려해 “세계의 상태”를 다루는 데 초점을 둔다. 입력은 텍스트, 이미지, 비디오뿐 아니라 로봇의 센서/모션 데이터, 혹은 깊이/라이다/세그멘테이션/궤적 지도 등 구조화된 공간 표현까지 확장될 수 있다. 이를 통해 개발자는 동일한 시나리오를 다양한 조건으로 재구성하고, 정책 모델(주행·조작·탐색 정책)의 학습과 평가를 반복할 수 있다.
Cosmos Predict
Cosmos Predict는 동적인 환경의 미래 상태를 예측하는 세계 생성(월드 제너레이션) 성격의 모델로, 로봇 및 에이전트의 계획(planning)이나 시나리오 기반 평가에 활용된다. “미래 프레임/상태”를 생성함으로써, 단일 관측에서 가능한 전개를 확률적으로 다루는 응용이 가능해진다.
Cosmos Transfer
Cosmos Transfer는 합성 데이터 생성에 특화된 “월드-투-월드” 변환 계열로, 3D 시뮬레이션이나 공간 입력을 바탕으로 조건을 통제한 채 고품질(포토리얼) 비디오로 변환하는 데 목적이 있다. 예를 들어, 동일한 주행 장면을 눈·비·안개·야간 등으로 바꾸거나, 공장/창고 내 조명·배치 조건을 변화시켜 인지(perception) 모델의 일반화를 강화하는 방식으로 사용될 수 있다.
Cosmos Reason
Cosmos Reason은 멀티모달 비전-언어 모델(VLM) 계열로, 사전 지식과 물리적 상식, 장면 이해 능력을 결합해 로봇 및 비전 AI 에이전트의 “추론”을 지원한다. 데이터의 선별(필터링)이나 시나리오 이해, 정책 평가 파이프라인에서 의미적 판단을 보조하는 역할로 활용된다.
3. 가드레일과 안전 설계: 생성 파이프라인의 안전장치
생성형 모델을 데이터 생산 및 시뮬레이션에 투입할 때는 콘텐츠 안전성, 개인정보 보호, 부적절한 장면 생성 차단 등 운영 리스크가 동반된다. Cosmos는 월드 생성 파이프라인에 가드레일을 포함해 입력 단계와 출력 단계에서 안전 필터링을 수행하도록 설계되어 있다.
문서화된 구성에 따르면 Cosmos 가드레일은 크게 프리-가드(pre-guard)와 포스트-가드(post-guard)의 2단계로 설명되며, 포스트-가드에는 비디오 프레임 안전성 분류(안전/비안전 구분) 및 얼굴 블러링과 같은 후처리 모듈이 포함될 수 있다. 또한 특정 가드레일 모델은 확산(diffusion) 및 자기회귀(autoregressive) 생성 파이프라인에 통합되어 비활성화할 수 없도록 명시되어 있다.
4. 데이터 처리·검색·큐레이션: 대규모 비디오/센서 데이터 운영
피지컬 AI는 데이터의 규모가 커질수록 학습 효과가 커지는 경향이 있지만, 비디오·센서 데이터는 저장·정제·중복 제거·라벨링·검색 비용이 매우 크다. Cosmos는 모델 자체뿐 아니라 데이터 처리와 큐레이션을 위한 구성 요소를 함께 제공해, 데이터 운영의 병목을 줄이는 방향을 취한다.
Cosmos Curator
Cosmos Curator는 대규모 센서/비디오 데이터에서 필터링, 주석(annotate), 중복 제거(deduplicate)와 같은 작업을 가속하는 도구로 소개된다. 데이터 품질 관리와 학습 데이터셋 구축 속도가 피지컬 AI 성능과 직결된다는 점에서, Curator는 “모델 성능 이전 단계”의 생산성을 좌우한다.
Cosmos Dataset Search(CDS)
Cosmos Dataset Search(CDS)는 멀티모달 데이터(특히 비디오)의 수집·색인·검색·분석을 위한 마이크로서비스 묶음으로 설명되며, 비디오 이해와 시간적 추론(temporal reasoning)에 초점을 둔다. 예를 들어 “눈길 주행”, “창고 혼잡”, “특정 동작 직전의 위험 징후” 같은 장면을 빠르게 찾아 재학습 또는 평가 시나리오로 재사용하는 방식이 가능해진다.
배포 관점: NIM 기반 마이크로서비스
Cosmos WFM의 배포를 위한 가이드로 NIM 마이크로서비스가 언급되며, 기업 환경에서 합성 데이터 생성, 시뮬레이션 파이프라인, 추론 서비스를 운영하기 위한 표준화된 배포 형태를 지원한다. 이는 연구 단계의 실험을 제품/서비스 단계의 반복 가능한 운영으로 전환하는 데 기여한다.
5. 적용 분야와 도입 고려사항: 자율주행·로보틱스·비디오 분석
자율주행(AV) 개발
자율주행은 희귀 위험 상황을 충분히 관측하기 어렵기 때문에, 시뮬레이션과 합성 데이터가 중요한 역할을 한다.
Cosmos는 Omniverse 기반 3D 시나리오를 포토리얼 비디오로 변환하거나, 미래 전개를 다중 경로로 생성하는 “멀티버스” 시뮬레이션 개념을 통해 경로 선택과 위험 평가에 필요한 학습·평가 데이터를 확장하는 방향을 제시한다.
로보틱스 학습(로봇 러닝)
로봇은 물체 조작, 이동, 협동 작업 등에서 환경 다양성이 성능 한계를 좌우한다.
Cosmos Transfer로 환경 조건을 변형해 데이터 다양성을 늘리고, Cosmos Predict로 정책 모델의 포스트 트레이닝을 수행하며, Cosmos Reason으로 데이터의 의미적 선별과 장면 이해를 보조하는 식으로 파이프라인을 구성할 수 있다.
비디오 분석 AI 에이전트
산업 안전, 물류, 리테일, 보안 등 비디오 중심 업무에서는 “장면 검색”과 “상황 이해”가 핵심이다.
Cosmos는 비디오 이해 및 시간적 추론을 염두에 둔 검색/큐레이션 구성 요소를 제공하며, 에이전트가 필요한 장면을 빠르게 찾아 모델을 재학습하고, 운영 환경 변화에 대응하는 반복 주기를 단축하는 데 초점이 맞춰져 있다.
도입 시 고려사항
도메인 적합성: 주행·공장·창고 등 목표 환경의 시각적/물리적 분포를 반영한 포스트 트레이닝이 성능을 좌우한다.
데이터 거버넌스: 비디오·센서 데이터는 개인정보 및 민감정보가 포함될 수 있어, 가드레일과 익명화/블러링 같은 절차가 중요하다.
시뮬레이션-현실 정합성: 합성 데이터는 품질과 편향에 따라 실제 성능에 영향을 주므로, 평가 프로토콜과 데이터 검증이 필요하다.
인프라 요구: 대규모 생성과 포스트 트레이닝은 GPU 자원과 스토리지, 파이프라인 자동화 역량을 요구한다.
라이선스: Cosmos WFM은 NVIDIA Open Model License 하에 제공된다고 안내되어 있으므로, 상용 적용 시 라이선스 조건 검토가 필요하다.
출처
NVIDIA Cosmos 공식 소개 페이지
NVIDIA Developer: Cosmos for Developers
NVIDIA Docs: Cosmos 문서 허브
NVIDIA Docs: Cosmos Guardrail
NVIDIA Newsroom (2025-01-06): Cosmos WFM 플랫폼 발표
NVIDIA Newsroom (2025-03-18): Cosmos WFM 및 데이터 도구 주요 릴리스
arXiv: Cosmos World Foundation Model Platform for Physical AI (2025-01)
GitHub: NVIDIA Cosmos 조직
Cosmos Cookbook
)를 개발했다. 코스모스는 단일 이미지에서 물리적 추론과 궤적 예측을 수행하며, 자율주행차의 희귀 사례 학습과 로봇의 환경 적응을 돕는 핵심 엔진 역할을 수행한다. 예를 들어, 교통 시뮬레이터 출력을 코스모스 월드 모델에 넣으면, AI가 학습할 수 있는 물리적으로 타당한 서라운드 영상을 생성해 내는 식이다. 이로써 자율주행차의 희귀 사례(Long-tail)를 학습시키고 컴퓨터 안에서 수조 마일을 주행하는 것과 같은 효과를 낸다.
시뮬레이션 및 제조 생태계
로보틱스와 칩 설계의 미래는 가상 세계에서의 시뮬레이션에 달려 있다. 엔비디아는 로봇 시뮬레이터인 이삭 심(Isaac Sim)과 물리 기반 협업 플랫폼인 옴니버스(Omniverse)를 통해 제조 혁신을 꾀하고 있다.
케이던스(Cadence), 시놉시스
시놉시스
1) 시놉시스, 엔비디아와 전략적 파트너십 확대
2025년 12월 1일 NVIDIA와 Synopsys는 설계·엔지니어링 전 과정을 가속 컴퓨팅과 인공지능 중심으로 재구성한다는 목표로 전략적 파트너십 확대를 발표했다.
양사는 반도체 산업을 포함해 항공우주, 자동차, 산업 장비 등에서 연구개발(R&D) 워크플로우가 복잡해지고 비용이 증가하며 출시 기간(Time-to-Market) 압박이 커졌다는 점을 공통된 문제로 제시했다.
이번 협력은 NVIDIA의 AI 및 가속 컴퓨팅 역량과 Synopsys의 엔지니어링·설계 소프트웨어 역량을 결합해, 설계·시뮬레이션·검증을 더 정밀하고 빠르게 수행하는 것을 핵심 목표로 한다.
2) 협력의 기술적 축: CUDA 가속, 에이전트형 AI, 물리 AI, 디지털 트윈
발표에서 제시된 협력의 중심축은 “GPU 가속을 기본 전제로 한 엔지니어링”이다. 구체적으로는 다음의 다층적 결합이 강조되었다.
Synopsys 애플리케이션의 광범위한 GPU 가속:
NVIDIA CUDA-X 라이브러리와 AI-Physics(물리 AI) 관련 기술을 활용해, 칩 설계(EDA), 물리 검증, 분자동역학 등 분자 시뮬레이션, 전자기 분석, 광학 시뮬레이션처럼 계산 집약적인 영역을 최적화·가속하는 방향이 제시되었다.
에이전트형(Agentic) AI 기반 엔지니어링:
Synopsys AgentEngineer 기술을 NVIDIA의 에이전트형 AI 스택(예: NIM 마이크로서비스, NeMo Agent Toolkit, Nemotron 모델 등)과 통합해, EDA 및 시뮬레이션·분석 워크플로우에서 자율적 설계 능력(autonomous design capabilities)을 강화하는 구상이 포함되었다.
디지털 트윈 기반의 설계·검증 방식 확대:
NVIDIA Omniverse 및 관련 기술을 활용해, 가상 환경에서 설계·시험·검증을 수행하는 고정밀 디지털 트윈을 확장하는 방향이 제시되었다.
이는 칩 단위에서 시스템 단위까지의 가상 검증 범위를 넓히는 데 목적이 있다.
클라우드 접근성 및 공동 사업화:
온프레미스뿐 아니라 클라우드에서 GPU 가속 엔지니어링 솔루션을 사용할 수 있도록 하는 “클라우드 준비(Cloud-ready)” 방향과, 시장 확산을 위한 공동 영업·마케팅(Go-to-market) 활동이 포함되었다.
3) Synopsys 관점: EDA·시뮬레이션 포트폴리오와 AI 적용
Synopsys는 전자설계자동화(EDA) 분야에서 칩 설계·검증 전 과정에 걸친 플랫폼을 제공하는 기업으로 알려져 있으며,
최근에는 AI를 이용해 설계 탐색과 최적화를 자동화하는 접근을 강화해 왔다. 예를 들어 DSO.ai는 강화학습 등을 이용해 전력·성능·면적(PPA) 등 목표를 대상으로 매우 큰 설계 공간을 탐색·최적화하는 개념으로 소개되어 왔다.
또한 AgentEngineer는 “AI 에이전트”를 엔지니어링 워크플로우에 적용해 생산성 향상과 복잡성 대응을 목표로 하는 기술 프레임으로 정리된다.
이번 파트너십의 의미는 Synopsys의 EDA·검증·시뮬레이션 제품군이 GPU 가속과 에이전트형 AI 인프라를 전제로 재최적화될 수 있는 조건을 제공한다는 점에 있다.
특히 물리 법칙과 수치해석 기반의 시뮬레이션 영역은 연산량이 크기 때문에, GPU 가속이 비용·시간의 구조를 바꿀 잠재력이 크다.
반도체 설계에서는 물리 검증(physical verification)과 같은 계산 집약 영역이 병목이 되기 쉬운데, 발표는 이를 GPU 기반으로 “기본값(baseline)”화하는 방향성을 시사한다.
4) 산업 파급효과: 반도체부터 자동차·항공우주까지의 워크플로우 변화
파트너십 발표는 특정 산업(반도체) 내부 효율화에만 한정되지 않고, ‘실리콘에서 시스템까지(silicon to systems)’ 관점에서 산업 전반의 R&D 워크플로우를 대상으로 한다.
반도체 분야에서는 EDA, 물리 검증, 공정·모델 기반의 설계-검증 반복을 더 빠르게 수행하는 것이 직접적인 효과로 제시된다.
한편 자동차·로보틱스·항공우주 등에서는 전자(ECAD)·물리(CAE)·시스템 수준 검증을 단절된 단계로 두기보다,
디지털 트윈과 고성능 시뮬레이션을 통해 설계-시험-검증의 반복을 가상 환경에서 확대하는 방향이 강조된다.
또한 발표 자료에서는 파트너십이 “비독점(non-exclusive)”임을 명시했다. 이는 Synopsys와 NVIDIA가 각각 EDA 및 가속 컴퓨팅 생태계 전반의 다양한 기업들과도 협력 관계를 유지한다는 의미이며, 단일 벤더 종속을 전제로 한 폐쇄적 결합이라기보다, 핵심 워크로드를 GPU·AI 중심으로 재편하려는 확장형 전략으로 해석된다.
5) 사업적 의미: 20억 달러 투자, 생태계 전략, 전망과 제약
이번 발표에서 특히 주목되는 사업적 요소는 NVIDIA가 Synopsys 보통주에 20억 달러를 투자했다는 점이다.
발표된 매입 단가는 주당 414.79달러로 공지되었으며, 언론 보도에서는 발표 직후 Synopsys 주가가 단기적으로 상승하는 등 시장 반응이 뒤따른 것으로 정리되었다.
이는 단순한 기술 제휴를 넘어, 가속 컴퓨팅 기반 엔지니어링 전환이 양사에 중장기적 전략 과제로 인식되고 있음을 시사한다.
다만 전망을 논할 때에는 제약도 함께 고려해야 한다. 첫째, EDA·시뮬레이션은 고객의 보안 요구와 기존 인프라, 라이선스 모델, 검증 신뢰성 요건이 강한 영역이므로, GPU 중심 전환은 기술적 성능뿐 아니라 제품화·운영·도입 비용 구조까지 함께 설계되어야 한다.
둘째, “비독점” 구조는 시장 확장에 유리하지만, 동시에 경쟁사·표준·상호운용성 요구가 병행되기 때문에 로드맵이 단순하지 않다.
그럼에도 불구하고, 발표에서 반복적으로 강조된 ‘CPU 중심의 전통적 컴퓨팅으로는 달성하기 어려운 시뮬레이션 속도와 규모’라는 문제의식은 반도체 설계(EDA)와 엔지니어링 소프트웨어 전반에서 GPU 가속과 AI 자동화가 구조적 추세로 자리 잡고 있음을 보여준다.
출처
NVIDIA Newsroom: NVIDIA and Synopsys Announce Strategic Partnership to Revolutionize Engineering and Design
Synopsys Investor Relations: NVIDIA and Synopsys Announce Strategic Partnership to Revolutionize Engineering and Design
Synopsys Korea 보도자료: NVIDIA와 Synopsys, 전략적 파트너십 발표
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(Synopsis), 지멘스
지멘스
지멘스(Siemens AG)는 독일에 기반을 둔 다국적 기술 기업으로, 산업 자동화와 산업용 소프트웨어, 빌딩 및 에너지 인프라(스마트 인프라), 철도 모빌리티를 주요 사업 축으로 한다.
제조 현장(OT)과 정보기술(IT)을 연결하는 디지털 전환 수요가 확대되는 환경에서, 자동화 하드웨어·제어 기술과 함께 설계·시뮬레이션·생산운영·분석을 포괄하는 소프트웨어 포트폴리오를 강화해 왔다.
목차
기업 정체성과 지배구조 개요
역사와 사업 구조의 주요 전환
핵심 사업 부문: 디지털 인더스트리·스마트 인프라·모빌리티
산업용 소프트웨어 전략과 Siemens Xcelerator
최근 동향: M&A, 비용 구조 조정, 중기 성장 과제
1. 기업 정체성과 지배구조 개요
지멘스는 전 세계 고객을 대상으로 산업(제조), 인프라(건물·전력), 모빌리티(철도) 영역에서 제품·솔루션·서비스를 제공하는 기술 기업이다.
본사는 독일 뮌헨에 위치하며, 사업 운영은 복수의 보고 부문(세그먼트)으로 구성된다.
최근 공시 기준으로 지멘스의 보고 부문은 디지털 인더스트리(Digital Industries), 스마트 인프라(Smart Infrastructure), 모빌리티(Mobility) 및 금융 서비스(Siemens Financial Services) 등으로 요약된다.
또한 의료기기·헬스케어 기술 영역은 상장 자회사인 지멘스 헬시니어스(Siemens Healthineers)를 중심으로 전개되며, 지멘스는 해당 회사 지분을 보유해 연결 실적과 전략에 영향을 미친다.
2. 역사와 사업 구조의 주요 전환
지멘스의 기원은 19세기 중반 독일 베를린에서 시작된 전기·통신 기술 사업으로 거슬러 올라간다.
이후 전력, 산업 설비, 의료기기, 교통 등으로 사업이 확장되며 대규모 복합 기술 기업의 형태를 갖추었다.
21세기 들어 지멘스는 “산업(자동화·소프트웨어)–인프라–모빌리티”에 집중하는 방향으로 포트폴리오를 재정렬해 왔다.
에너지 분야는 별도 회사(지멘스 에너지)로 분리되는 등 사업 구조가 변화했으며, 핵심 경쟁력을 제조 디지털화 및 인프라 자동화에 두는 경향이 강화되었다.
3. 핵심 사업 부문: 디지털 인더스트리·스마트 인프라·모빌리티
3.1 디지털 인더스트리(Digital Industries): 산업 자동화와 제조 디지털화
디지털 인더스트리는 공장 자동화(제어·구동·산업 네트워크 등)와 제조 운영 최적화에 필요한 소프트웨어 및 솔루션을 제공한다.
제조 현장의 장비·라인을 정밀하게 제어하는 자동화 기술과, 제품 개발부터 생산·운영·유지보수까지 연결하는 데이터 기반 운영이 결합되는 것이 특징이다.
3.2 스마트 인프라(Smart Infrastructure): 건물·전력 인프라의 자동화와 전기화
스마트 인프라는 전력 인프라(전기화)와 건물 기술(빌딩 자동화·관리)을 결합해 에너지 효율, 운영 비용, 안전·보안을 동시에 개선하는 방향의 포트폴리오를 전개한다.
상업용·공공 인프라에서 센서·제어·소프트웨어를 활용한 통합 운영이 핵심이며, 데이터 센터·전력망 고도화 등 수요 확대의 영향을 받는다.
3.3 모빌리티(Mobility): 철도 차량·신호·디지털 철도 솔루션
모빌리티 부문은 철도 차량(고속·도시철도 등), 철도 전기화, 신호·관제와 같은 철도 인프라, 유지보수 및 디지털 서비스 등 철도 교통 전반을 포괄한다.
안전성과 정시성 향상을 위한 신호 시스템, 운영 데이터 분석을 통한 효율화 등 “디지털 철도”가 주요 방향으로 제시된다.
4. 산업용 소프트웨어 전략과 Siemens Xcelerator
지멘스의 경쟁력은 자동화 하드웨어 자체뿐 아니라, 설계·엔지니어링·시뮬레이션·생산·운영을 연결하는 산업용 소프트웨어(PLM, 시뮬레이션, 제조 운영, IIoT 등) 역량을 확대해 온 점에서 설명된다.
산업용 소프트웨어 시장은 범용 IT와 달리 물리 시스템(제품·설비·인프라)의 모델링과 검증, 생산 제어 및 품질·규정 준수까지 요구하기 때문에, 도메인 지식과 생태계가 중요하다.
지멘스는 이를 위해 Siemens Xcelerator를 “개방형 디지털 비즈니스 플랫폼”으로 제시해 왔다.
Xcelerator는 하드웨어·소프트웨어·서비스를 단일 포트폴리오 관점에서 연결하고, 파트너 생태계 및 마켓플레이스 형태로 확장하는 것을 목표로 한다.
기업 고객 관점에서는 제품 개발과 생산 운영의 데이터 흐름을 일관되게 구성해 ‘디지털 트윈’과 같은 접근을 구현하는 기반으로 활용될 수 있다.
5. 최근 동향: M&A, 비용 구조 조정, 중기 성장 과제
최근 지멘스는 산업용 소프트웨어와 데이터·시뮬레이션 역량 강화를 위해 대형 인수합병을 추진해 왔다.
예를 들어 산업 시뮬레이션·분석 소프트웨어 기업 인수 추진과, 생명과학 R&D 소프트웨어 영역 확장과 같은 행보는 제조·인프라 중심 사업과 “소프트웨어 중심 가치 창출”을 결합하려는 전략으로 해석된다.
동시에 경기 변동과 지역별 수요 둔화(특정 제조 시장의 투자 사이클 변화 등)에 대응해 비용 구조를 조정하는 움직임도 관측된다.
이는 제조 자동화 중심 사업이 단기적으로는 주문 변동의 영향을 받을 수 있음을 보여주며, 장기적으로는 소프트웨어 비중 확대와 서비스형 모델 강화가 실적 안정성 제고에 기여할 수 있다.
중기적으로는 (1) 제조·인프라의 탈탄소 및 전기화, (2) 공급망 재편에 따른 설비 투자, (3) AI·데이터 기반 엔지니어링 고도화가 수요를 견인할 가능성이 있다.
지멘스는 이 흐름에서 산업 자동화와 소프트웨어, 인프라 자동화, 철도 모빌리티를 하나의 기술 축으로 묶어 “실물(Real)과 디지털(Digital)의 결합”을 강조하는 방향으로 경쟁력을 전개하고 있다.
출처
Siemens AG Annual Financial Report FY2024 (PDF): https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid%3Aae46683e-14dd-4455-a882-09d4184457c7/Annual-Financial-Report-FY2024.pdf
Siemens Earnings Release Q4 FY2025 (PDF): https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid%3A7fdd21fb-c248-43a3-b475-f2e618fbae88/2025-q4-earnings-release-en.pdf
Siemens Management(Leadership) 페이지: https://www.siemens.com/global/en/company/about/leadership/management.html
Siemens 역사(설립 관련) 페이지: https://www.siemens.com/global/en/company/about/history/stories/the-year-is-1847.html
Siemens 사업 구조/회사 발전(Company development) 페이지: https://www.siemens.com/global/en/company/about/history/company.html
Siemens Smart Infrastructure 소개: https://www.siemens.com/global/en/company/about/businesses/smart-infrastructure.html
Siemens Mobility(글로벌) 소개: https://www.mobility.siemens.com/global/en.html
Siemens Xcelerator(한국) 소개: https://www.siemens.com/kr/en/company/digital-transformation/xcelerator.html
Siemens Xcelerator 출범 보도자료(2022): https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/siemens-launches-siemens-xcelerator-open-digital-business-platform-accelerate-digital
Reuters(닷매틱스 인수 관련, 2025-04-02): https://www.reuters.com/technology/siemens-acquire-dotmatics-51-billion-deal-2025-04-02/
Reuters(디지털 인더스트리 구조조정 관련, 2025-03-18): https://www.reuters.com/technology/siemens-cut-5600-jobs-automation-business-2025-03-18/
Reuters(스마트 인프라 중기 목표 관련, 2024-12-12): https://www.reuters.com/business/healthcare-pharmaceuticals/siemens-raises-mid-term-profit-goal-smart-infrastructure-unit-2024-12-12/
IoT Analytics(산업용 소프트웨어 기업 분석, 2022): https://iot-analytics.com/industrial-software-companies/
(Siemens) 등 글로벌 산업 리더들과 협력하여 칩 설계와 공장 조립 라인 전체를 에뮬레이션한다. 케이던스의 ‘CUDA-X’는 그들의 모든 시뮬레이션과 솔버(Solver)에 통합되어 모든 것을 가속화할 전망이다. CUDA-X 물리적 AI와 에이전틱 AI
에이전틱 AI
목차
에이전틱 AI의 개념 정의
역사 및 발전 과정
핵심 기술 및 원리
주요 활용 사례
현재 동향 및 과제
미래 전망
1. 에이전틱 AI의 개념 정의
에이전틱 AI는 환경을 인식하고, 복잡한 문제를 해결하며, 인간의 직접적인 입력 없이 상호작용을 통해 지속적으로 학습하고 스스로 행동을 결정할 수 있는 자율적인 소프트웨어 시스템이다. 여기서 '에이전틱'이라는 단어는 이러한 시스템이 목표 지향적인 방식으로 독립적으로 실행될 수 있음을 의미한다. 기존의 소프트웨어는 사전 정의된 규칙을 따르며, 기존 인공지능(AI) 또한 프롬프트와 단계별 지침이 필요했지만, 에이전틱 AI는 선제적으로 실행되며 지속적인 사람의 감독 없이도 복잡한 작업을 수행할 수 있다.
에이전틱 AI의 핵심 특성은 다음과 같다.
목표 지향성: 외부의 명령 없이도 스스로 무엇을 해야 할지 정의하고, 그 목표 달성을 위한 계획을 수립한다. 예를 들어, 물류 기업의 에이전틱 AI는 '배송 지연 최소화'라는 목표를 스스로 이해하고 날씨나 교통 상황 등을 실시간으로 분석하여 최적의 물류 경로를 재설정할 수 있다.
자율적 실행: 목표를 설정하는 데 그치지 않고, 그 목표를 달성하기 위한 수단과 절차를 독립적으로 실행한다. 사람의 세부 지시 없이도 계획 수립부터 실행까지 전 과정을 독립적으로 수행하며, 필요에 따라 여러 도구나 외부 시스템을 활용한다. 이는 마치 경험 많은 전문가가 복잡한 과정을 스스로 수행하는 것과 유사하다.
지속적 학습 및 적응성: 작업을 수행한 후 그 결과를 분석하고 평가하여 다음 작업에 반영하는 학습 루프를 내장하고 있다. 실패와 성공의 패턴을 인식하고 전략을 수정하며 경험을 축적하여 스스로 개선한다. 에이전틱 AI는 새로운 정보를 수신하거나 정보가 변경될 때 전략을 실시간으로 변경하는 등 변화하는 환경에 적응하는 능력이 뛰어나다.
이러한 특성 덕분에 에이전틱 AI는 데이터 처리, 정보 학습, 미래 예측 등 인간이 할 수 없는 방식으로 방대한 양의 데이터를 처리하고 인사이트를 도출하여 더 나은 의사결정을 제공할 수 있다.
2. 역사 및 발전 과정
에이전틱 AI의 개념은 1960년대부터 존재해왔으나, 그 활용 범위가 획기적으로 넓어진 것은 최근의 기술 발전 덕분이다. 인공지능 기술은 크게 세 단계로 발전해왔다. 초기에는 데이터를 분석하고 머신러닝 알고리즘을 사용하여 미래 결과를 예측하는 '예측 AI'가 있었다. 다음으로 텍스트, 이미지, 음악과 같은 새로운 콘텐츠를 생성할 수 있는 '생성형 AI' 단계로 넘어왔다. 생성형 AI는 대규모 언어 모델(LLM)을 기반으로 방대한 데이터를 학습하여 사람과 유사한 언어를 이해하고 생성하는 능력을 가졌으나, 스스로 목표를 설정하거나 문제를 해결하는 능력이 없으며 이전 대화의 맥락을 장기적으로 기억하지 못하는 한계가 있었다.
이제 AI는 콘텐츠를 생성할 뿐만 아니라 대화하고 자율적으로 행동하며 반응할 수 있는 '에이전틱 AI' 단계에 도달했다. 에이전틱 AI는 생성형 AI나 LLM을 '도구'로 활용하여 복합적인 목표를 달성하는 시스템이다. 즉, 생성형 AI의 강력한 추론 및 콘텐츠 생성 능력을 빌려 복잡한 문제를 분석하고, 여러 단계를 거쳐 해결책을 실행하는 데 중점을 둔다. 생성형 AI가 "무엇을 만들 것인가"에 집중한다면, 에이전틱 AI는 "무엇을, 어떻게 해결하고 행동할 것인가"에 초점을 맞춘다. 이러한 진화의 핵심은 자율성과 적응성에 있다.
3. 핵심 기술 및 원리
에이전틱 AI 시스템은 대규모 언어 모델(LLM)을 기반으로 하며, LLM은 에이전틱 AI의 '두뇌' 역할을 한다. LLM은 자연어 이해의 토대를 제공하여 AI 에이전트가 복잡한 지침을 해석하고, 의미 있는 대화에 참여하며, 창의적인 콘텐츠를 생성할 수 있도록 돕는다. 이를 통해 에이전틱 AI는 보다 자연스럽고 직관적인 방식으로 사용자와 상호 작용하며, 협업 및 문제 해결을 위한 새로운 가능성을 연다.
에이전틱 AI의 작동 원리는 다음과 같은 핵심 구성 요소와 4단계 프로세스를 통해 이루어진다.
3.1. 기술 구성 요소
추론 능력: LLM은 작업을 이해하고, 솔루션을 생성하며, 콘텐츠 제작, 비전 처리, 추천 시스템과 같은 특정 기능을 위한 전문 모델을 조율하는 추론 엔진의 역할을 한다. 이는 복잡한 문제를 여러 단계로 나누어 처리하는 데 유용하다.
메모리: 에이전틱 AI는 과거의 대화를 기억하고, 경험을 축적하여 학습에 반영한다. 이는 장기적인 목표를 설정하고 복잡한 상황을 해결하는 데 필수적이다.
강화 학습(Reinforcement Learning, RL): 시행착오 방식을 통해 에이전트가 최적의 행동을 학습하도록 지원하며, 자율적인 선택을 하는 데 필수적이다. RL을 사용하여 주변 환경을 지속적으로 탐색하는 에이전트는 행동에 대한 보상 또는 벌칙을 받게 되며, 이는 시간이 지남에 따라 의사결정 능력을 향상시킨다.
도구 통합: 에이전틱 AI는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통해 외부 도구, 소프트웨어와 통합함으로써 수립한 계획에 따라 작업을 신속하게 실행할 수 있다. 이는 다양한 시스템과 연동되어야 하는 복잡한 비즈니스 환경에서 큰 이점을 제공한다.
3.2. 작동 프로세스 (P-R-A-L Cycle)
에이전틱 AI 에이전트는 인식(Perceive), 추론(Reason), 행동(Act), 학습(Learn)의 4단계로 진행되는 체계적인 경로를 사용하여 작동한다.
인식(Perceive): AI 에이전트는 센서, 데이터베이스, 디지털 인터페이스, API, 또는 사용자 상호 작용 등 다양한 출처에서 데이터를 수집하고 처리한다. 여기에는 의미 있는 특징을 추출하고, 객체를 인식하거나, 환경 내 관련 개체를 식별하는 작업이 포함된다.
추론(Reason): 수집된 데이터를 처리하여 의미 있는 인사이트를 추출한다. LLM은 작업을 이해하고, 솔루션을 생성하며, 목표를 설정하고 의사결정을 내리는 역할을 한다.
행동(Act): 에이전틱 AI는 수립한 계획에 따라 외부 도구 및 소프트웨어와 통합하여 작업을 실행한다. 예를 들어, 고객 서비스 AI 에이전트는 특정 금액까지만 클레임을 처리하고, 그 금액을 초과하는 클레임은 사람의 승인이 필요하도록 가드레일을 설정할 수 있다.
학습(Learn): 피드백 루프 또는 상호작용에서 생성된 데이터를 시스템에 공급하여 모델을 개선하는 '데이터 플라이휠'을 통해 지속적으로 개선된다. 시간에 따라 적응하고 더욱 효과적으로 발전하는 이러한 능력은 비즈니스에 더 나은 의사 결정과 운영 효율성을 촉진하는 강력한 도구를 제공한다.
3.3. 검색 증강 생성 (RAG)
이러한 작동 방식에서 '검색 증강 생성(Retrieval-Augmented Generation, RAG)' 기술은 에이전틱 AI의 정확성과 관련성 높은 출력을 제공하는 데 중요한 역할을 한다. RAG는 생성형 AI 모델을 외부 지식 기반과 연결하는 인공지능(AI) 애플리케이션으로, LLM의 사전 학습된 지식을 외부 리소스에 연결하여 답변 품질과 관련성을 향상시키는 기술이다. 특히 에이전틱 RAG는 AI 에이전트를 사용하여 RAG를 용이하게 함으로써 적응성과 정확성을 높인다. 에이전틱 RAG 시스템은 LLM이 사용 가능한 정보만으로 질의에 응답할 수 있는지, 아니면 외부 검색이 필요한지 여부를 결정하는 등 질문에 답하는 가장 좋은 방법을 '판단'하고 결정할 수 있도록 돕는다. 이는 한 번만 검색하는 방식이 아니라, 인식하고, 검색하고, 추론하고, 행동하고, 검증하는 과정을 반복적으로 수행하여 정확하고 관련성 높은 정보를 제공한다.
4. 주요 활용 사례
에이전틱 AI는 그 자율성과 적응성 덕분에 다양한 산업 분야에서 혁신적인 활용 사례를 창출하고 있다.
소프트웨어 개발: AI 코딩 어시스턴트 또는 코파일럿이 대량의 코드를 작성하는 소프트웨어 개발 도구로 전환될 수 있다. 가트너는 3년 이내에 더 똑똑한 AI 에이전트가 대부분의 코드를 작성하게 될 것이며, 이로 인해 대부분의 소프트웨어 엔지니어가 재교육을 받아야 할 것으로 예측했다. "결제 기능을 추가한 쇼핑몰 앱을 만들어줘"와 같은 추상적인 목표만으로도 필요한 API를 찾고, 코드를 작성하며, 버그를 테스트하고, 실패하면 코드를 수정하여 최종 결과물을 내놓을 수 있다.
고객 지원 자동화: 셀프 서비스 기능을 강화하고 일상적인 커뮤니케이션을 자동화하여 고객 지원을 개선한다. 서비스 전문가의 절반 이상이 고객과의 상호작용이 크게 개선되어 응답 시간이 단축되고 만족도가 높아졌다고 답했다.
사이버 보안 및 위협 탐지: 네트워크 트래픽을 모니터링하고, 문제를 감지하며, 위협에 대한 실시간 대응에 AI 에이전트를 활용할 수 있다. 일상적인 작업과 보안 대응을 자동화하여 효율성과 비용 절감을 도모한다.
비즈니스 인텔리전스: ERP, CRM, 비즈니스 인텔리전스 시스템과 원활하게 통합되어 워크플로우를 자동화하고 데이터 분석을 관리하며 가치 있는 보고서를 생성할 수 있다. 실시간으로 의사결정을 내릴 수 있어 프로세스 자동화에 적합하다.
이 외에도 에이전틱 AI는 다음과 같은 복잡한 비즈니스 운영을 혁신할 잠재력을 가지고 있다.
공급망 최적화 및 재고 관리: 공급망 관리, 재고 수준 최적화, 수요 예측, 물류 계획 등에 사용될 수 있다. 재고 수준을 모니터링하고 기상 조건을 추적하며 배송 지연을 예측하여 선제적으로 알림을 보내고 배송 경로를 재조정할 수 있다.
의료 분야: 고객과의 소통, 요구 사항 모니터링, 치료 계획 수행, 맞춤형 지원 등에 AI 에이전트를 활용할 수 있다. 예를 들어, 치료 계획 에이전트는 여러 의료 팀과 협력하여 암 환자를 위한 통합 치료 및 후속 계획을 준비할 수 있다.
금융 및 무역 부문: 액세스 가능한 실시간 데이터 스트림을 기반으로 지속적으로 시장 동향을 분석하고, 거래 결정을 내리고, 전략을 조정하여 금융 및 무역 부문을 강화할 수 있다.
연구 및 개발 지원: 가설 테스트, 연구 정보 수집, 데이터 수집, 데이터 소스 전반에서 인사이트 통합 등 많은 수동 프로세스에서 사람의 개입 필요성을 줄여 연구를 간소화하고 팀 조정을 원활하게 한다.
현장 업무 자동화: 전화 응대, 견적 작성, 미수금 관리, 대부분의 행정 업무를 처리하여 현장 인력이 본연의 기술에 집중할 수 있도록 돕는다. 모바일 AI 앱은 사용자의 업무 맥락을 파악해 어떤 정보가 필요한지 예측하고, 프롬프트 인터페이스는 정보 조회와 작업 업데이트 과정을 더욱 직관적으로 만들어줄 것으로 전망된다.
국내외 기업들도 에이전틱 AI의 상용화를 위해 활발히 투자하고 있으며, 마이크로소프트(MS), 구글, 오픈AI, 앤트로픽, SK텔레콤 등 주요 IT 기업들이 경쟁에 뛰어들고 있다. 국내에서는 이마트, LG전자, SK텔레콤 등이 에이전틱 AI를 전략적으로 도입한 사례를 발표하고 있다.
5. 현재 동향 및 과제
에이전틱 AI 시장은 빠르게 성장하고 있지만, 여러 도전 과제에 직면해 있다.
5.1. 시장 동향
가트너는 이미 2025년 주요 기술 트렌드로 에이전틱 AI를 선정했으며, 2028년까지 일상 업무의 15%가 자율형 AI에 의해 처리될 것으로 예측하고 있다. 포럼 벤처스(Forum Ventures)의 보고서에 따르면, 기업의 48%가 이미 에이전트 AI 시스템을 도입하기 시작했다. 시장조사 업체 프리시던스리서치(Precedence Research)는 전 세계 에이전틱 AI 시장 규모가 2024년 75억 5천만 달러에서 2034년 1,990억 5천만 달러까지 확대될 것으로 전망하며, 2025년부터 2034년까지 연평균 43.84%에 달하는 고성장을 기록할 것이라고 예측했다.
5.2. 도전 과제
에이전틱 AI 도입에는 다음과 같은 현실적인 과제들이 존재한다.
높은 비용 부담 및 불분명한 투자 가치(ROI): 에이전틱 AI 시스템은 처리 능력과 스토리지에 대한 많은 요구 사항을 비롯하여 상당한 컴퓨팅 리소스가 필요하다. 가트너는 에이전틱 AI 프로젝트의 40% 이상이 2027년 말까지 비용 증가, 불분명한 비즈니스 가치, 부적절한 위험 관리 등의 이유로 중단될 가능성이 높다고 내다봤다.
데이터 유출 위험 및 시스템 취약성: 에이전틱 AI는 인간 개입을 최소화하는 방식으로 데이터 및 도구와 상호작용하도록 설계된 만큼, 보안을 위한 제한 범위를 마련하고 아키텍처를 구축하여 데이터 흐름을 보호해야 한다.
벤더 종속성: 오픈AI, MS 등 거대 IT 기업들이 기술과 기존 서비스를 결합한 플랫폼과 에이전트 출시를 예고하고 있어, 특정 벤더에 대한 종속성 문제가 발생할 수 있다.
기술적 복잡성 및 전문 인력 부족: LLM 에이전틱 워크플로우를 구현하고 관리하려면 전문 기술이 필요하며, 특히 기업 수준에서는 더욱 그러하다. 많은 에이전틱 AI 프로젝트가 초기 실험 단계거나 개념 증명 단계에 있으며, 대규모 도입에 드는 실제 비용과 복잡성을 간과할 경우 실운영 단계로 넘어가지 못하고 정체될 수 있다.
5.3. 윤리적 문제
에이전틱 AI는 기존 AI 모델에 비해 더 확장된 윤리적 딜레마를 제시하는 자율 AI 기술이다. 에이전트의 자율성으로 인한 의도치 않은 행동 가능성과 윤리적 문제 해결을 위한 사회적 논의와 준비가 필요하다. 특히, 자율적 프로세스가 사용자가 의도한 목표와 일치하는지 확인하는 것이 중요하다. 지나치게 자율적인 시스템은 의도에서 벗어나거나 쿼리와 관련 없는 정보를 제공할 수 있다. 에이전트가 자율적으로 진화하는 과정에서 발생할 수 있는 위험을 최소화하기 위한 방안 마련도 필수적이다.
6. 미래 전망
에이전틱 AI는 미래 사회와 경제에 지대한 영향을 미칠 것으로 예상된다.
6.1. 시장 성장 및 도입 확대
컨설팅 기업 딜로이트(Deloitte)는 '2026년 전망' 보고서에서 AI 자율성이 본격적인 전환점에 접어들 것으로 진단하며, 에이전틱 AI 기술이 기업의 업무 방식과 비즈니스 지형을 크게 재편하는 결정적 계기가 될 것으로 내다봤다. 글로벌 에이전틱 AI 시장 규모는 2026년 85억 달러에서 2030년 최대 450억 달러까지 확대될 수 있다고 추정된다. 2034년까지 연평균 40% 이상의 높은 성장률을 기록할 것으로 전망되며, 새해가 에이전틱 AI 발전의 분수령이 될 것으로 보인다.
6.2. 미래 핵심 에이전트 유형
미래에는 다음과 같은 에이전트 유형이 주도적인 역할을 할 것으로 기대된다.
다중 에이전트 시스템(Multi-Agent System, MAS): 상호 작용하는 여러 지능형 에이전트로 구성된 컴퓨터 시스템이다. 다중 에이전트 시스템은 개별 에이전트나 단일 시스템으로는 해결하기 어렵거나 불가능한 문제를 해결할 수 있으며, 여러 AI 에이전트가 유동적이고 반복적으로 서로 상호 작용하여 각자의 특성과 전문성을 결합하여 작업을 수행하고 학습한다. 이는 복잡한 운송 시스템 조정, 온라인 거래, 재난 대응, 표적 감시 등 다양한 분야에 적용될 수 있다.
웹 에이전트(Web Agent): 인터넷 상에서 AI 에이전트들이 서로 직접 상호작용하며 작업을 수행하는 새로운 웹 환경인 '에이전트 웹'의 핵심 구성 요소이다. 과거의 웹이 인간 중심의 클릭, 검색, 입력을 기반으로 했다면, 에이전트 웹은 기계 간(M2M) 상호작용을 중심에 둔다. 학술 연구에서 웹 에이전트는 여러 학술 데이터베이스를 적극적으로 검색하고, 가장 관련성 높은 문헌을 선별 및 분석하며, 다양한 문헌의 아이디어를 통합하여 연구자에게 포괄적이고 정확한 연구 보고서를 제공할 수 있다.
자가 진화 에이전트(Self-Evolving Agents): 새로운 데이터와 경험을 통해 스스로 학습하며, 피드백을 기반으로 지속적으로 자신을 개선하는 능력을 갖춘 차세대 AI 모델이다. 기존의 고정된 알고리즘과 달리 스스로 학습하고 진화하는 능력을 지향하며, 환경에서 피드백을 받고 그에 따라 스스로 학습하며 진화하는 방식으로 작동한다. 알리바바(Alibaba)는 스스로 학습 데이터를 생성하며 능력을 진화하는 새로운 자율 에이전트 프레임워크 '에이전트이볼버(AgentEvolver)'를 공개하기도 했다.
6.3. 사회 및 경제적 영향
에이전틱 AI는 개인 맞춤형 서비스와 복잡한 문제 해결을 넘어 새로운 비즈니스 모델 창출 및 경제 성장에 기여할 것으로 기대된다. 자율적인 의사 결정과 문제 해결 능력을 통해 다양한 분야에서 혁신을 가져올 수 있으며, 이를 통해 인간의 삶을 더욱 편리하고 풍요롭게 만들 수 있다. 에이전틱 AI는 기업의 혁신, 속도, 확장성 자체를 재정의하는 새로운 프런티어의 개막으로 해석되고 있다.
참고 문헌
에이전틱 AI란 무엇인가요? - AWS. https://aws.amazon.com/ko/what-is/agentic-ai/
에이전틱 AI란 무엇인가? - NVIDIA 블로그. https://blogs.nvidia.co.kr/2024/05/17/what-is-agentic-ai/
에이전틱 AI란? - Red Hat. https://www.redhat.com/ko/topics/ai/what-is-agentic-ai
에이전틱 AI - UiPath. https://www.uipath.com/ko/rpa/ai/agentic-ai
에이전틱 AI - 위키백과, 우리 모두의 백과사전. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8B%B1_AI
에이전틱 RAG란 무엇인가요? - IBM. https://www.ibm.com/kr-ko/topics/agentic-rag
다중 에이전트 시스템 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%8B%A4%EC%A4%91_%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8A%B8_%EC%8B%9C%EC%8A%A4%ED%85%9C
에이전틱 AI (Agentic AI)란 무엇입니까? 생성형 AI 이후 새로운 시대 - HBLAB. https://hblab.co.kr/agentic-ai-what-is-it-the-new-era-after-generative-ai/
에이전틱 AI란 무엇인가요? 스스로 생각하고 실행하는 차세대 인공지능 가이드 - Salesforce. https://www.salesforce.com/kr/news/stories/what-is-agentic-ai/
다중 에이전트 시스템이란 무엇인가요? - SAP. https://www.sap.com/korea/insights/what-is-multi-agent-system.html
자기진화형 에이전트(Self-evolving Agents): 차세대 AI의 진화 방향. https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=160273
다중 에이전트 시스템이란 무엇인가요? - IBM. https://www.ibm.com/kr-ko/topics/multi-agent-system
에이전틱 RAG. https://www.databricks.com/kr/glossary/agentic-rag
멀티 에이전트 시스템이란 무엇인가요? - Salesforce. https://www.salesforce.com/kr/news/stories/what-is-multi-agent-system/
다중 에이전트 시스템: 자율 기업 구축하기 - Automation Anywhere. https://www.automationanywhere.com/kr/blog/intelligent-automation/multi-agent-systems
검색 증강 생성(RAG)이란? - Red Hat. https://www.redhat.com/ko/topics/ai/what-is-retrieval-augmented-generation
진화하는 '검색 증강 생성'...대표적인 9가지 RAG 유형 - AI타임스. https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=159937
[3-Minute IT Insight] 3 Key Characteristics of Agentic AI AI Agents, Agentic AI Concepts - YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=7_tYpD58g2U
인간을 넘어서는 AI, 에이전틱 AI의 윤리적 문제와 미래 전망 - b-log2. https://b-log2.tistory.com/entry/%EC%9D%B8%EA%B0%84%EC%9D%84-%EB%84%98%EC%96%B4%EC%84%9C%EB%8A%94-AI-%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8B%B1-AI%EC%9D%98-%EC%9C%A4%EB%A6%AC%EC%A0%81-%EB%AC%B8%EC%A0%9C%EC%99%80-%EB%AF%B8%EB%9E%98-%EC%A0%84%EB%A7%9D
사람 같은 AI 에이전트 시대, 윤리적 문제는 없을까? - MIT 테크놀로지 리뷰. https://www.technologyreview.kr/ai-agent-ethical-issues/
AI 에이전트로 인해 새로운 윤리 위험이 제기될까요? 연구자들이 사례를 연구하고 있습니다. https://www.ibm.com/kr-ko/watson/resources/ai-ethics/ai-agents-ethical-risks
에이전트 웹: AI가 주도하는 차세대 인터넷 패러다임. https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=160309
에이전틱 AI란 무엇인가요? - IBM. https://www.ibm.com/kr-ko/topics/agentic-ai
기업용 RAG는 왜 실패하는가…엔터프라이즈 환경에서 RAG를 확장하는 법 - ITWorld. https://www.itworld.co.kr/news/314120
'유망한 에이전틱 AI 활용처는…' 전문가들이 지목한 6가지 - CIO. https://www.ciokorea.com/news/313364
자기진화형 에이전트(Self-evolving Agents): 차세대 AI의 진화 방향 - 한빛+. https://hanbit.co.kr/media/channel/view.html?cms_code=CMS6252932906
사용자 에이전트 - MDN Web Docs 용어 사전: 웹 용어 정의. https://developer.mozilla.org/ko/docs/Glossary/User_agent
모바일과 업무 현장의 혁신을 이끄는 에이전틱 AI | 인사이트리포트 | 삼성SDS. https://www.samsungsds.com/kr/insights/agentic-ai-the-autonomous-era-of-artificial-intelligence.html
진화하는 에이전트형 AI의 윤리 및 거버넌스 환경 - IBM. https://www.ibm.com/kr-ko/topics/ai-governance/agentic-ai-ethics
AI 에이전트의 대혁신: 에이전틱 시대의 기회와 과제 - Goover. https://goover.co.kr/blog/ai-agent-innovation-agentic-era-opportunities-and-challenges
MS, 이마트·LG전자 등 '에이전틱 AI' 국내 적용 사례 공개 - 한국클라우드신문. https://www.cloudnews.kr/news/articleView.html?idxno=13749
에이전틱 AI의 급부상과 우리의 과제 - 한국무역협회. https://www.kita.net/cmmrcInfo/cmmrcTrend/cmmrcTrend/cmmrcTrendDetail.do?pageIndex=1&sDate=&eDate=&searchReqType=detail&searchCondition=ALL&searchKeyword=%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8B%B1+AI&nIndex=2483818
'에이전틱 AI' 시대 열린다…새롭게 그려지는 글로벌 산업지도 [리코드 코리아 ④] - 이투데이. https://www.etoday.co.kr/news/view/2324907
자기 진화 AI 에이전트: 새로운 패러다임 - 기초 모델과 평생 에이전트 시스템의 연결 - 한빛+. https://hanbit.co.kr/media/channel/view.html?cms_code=CMS3587053594
[에이전틱 AI②] 대리인에서 '동반자'로…AI 에이전트의 진화 - 포브스코리아. https://jmagazine.joins.com/forbes/view/339466
알리바바, 학습 데이터 자체 생성하는 '진화형' 에이전트 프레임워크 공개 - AI타임스. https://www.aitimes.com/news/articleView.html?idxno=160756
웹 브라우저 속 숨겨진 중요 기능, 사용자 에이전트(User Agent)란? - 요즘IT. https://yozm.wishket.com/magazine/detail/1979/
Self-Evolving Agents: 자가 학습형 AI 에이전트 재훈련 매뉴얼 - 평범한 직장인이 사는 세상. https://jinhwan-b.tistory.com/entry/Self-Evolving-Agents-%EC%9E%90%EA%B0%80-%ED%95%99%EC%8A%B5%ED%98%95-AI-%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8A%B8-%EC%9E%AC%ED%9B%88%EB%A0%A8-%EB%A7%A4%EB%89%B4%EC%96%BC
AI의 LLM 에이전트란 무엇이며 어떻게 작동합니까? - ClickUp. https://clickup.com/blog/ko/llm-agent/
웹에이전트 - 알리 통이 오픈소스 자율 검색 AI 에이전트 | AI 공유 서클 - AI分享圈. https://aishare.cc/ko/web-agent-ali-tong-open-source-autonomous-search-ai-agent/
“2027년까지 에이전틱 AI 도입 40% 중단될 듯” - 산업종합저널 동향. https://www.industryjournal.co.kr/news/articleView.html?idxno=56350
'에이전틱 AI' 윤리적, 기술적 과제. - 지혜로운 사유(思惟) - 티스토리. https://think-wise.tistory.com/entry/%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8B%B1-AI-%EC%9C%A4%EB%A6%AC%EC%A0%81-%EA%B8%B0%EC%88%A0%EC%A0%81-%EA%B3%BC%EC%A0%9C
“2027년까지 에이전틱 AI 도입 40% 중단 예상··· 신중히 접근해야” 가트너 | CIO. https://www.ciokorea.com/news/317373
사용자 에이전트 - 나무위키. https://namu.wiki/w/%EC%82%AC%EC%9A%A9%EC%9E%90%20%EC%97%90%EC%9D%B4%EC%A0%A0%ED%8A%B8
모델인 네모(NeMo)/니모트론(Nemotron
Nemotron
목차
1. 개념 정의: Nemotron이란 무엇인가?
2. 역사 및 발전 과정
3. 핵심 기술 및 원리
3.1. 하이브리드 Mamba-Transformer MoE 아키텍처
3.2. 다양한 Nemotron 모델 라인업
3.3. 개방형 데이터셋 및 훈련 환경
3.4. 개발 도구 및 빌딩 블록
4. 주요 활용 사례 및 특이한 응용 사례
4.1. 에이전트 AI 시스템 구축
4.2. 멀티모달 및 저지연 애플리케이션
5. 현재 동향
5.1. 개방형 혁신 및 투명성 강조
5.2. 에이전트 AI 및 전문화된 AI 시스템으로의 전환
5.3. 산업 전반의 채택
6. 미래 전망
6.1. 지속적인 효율성 및 성능 향상
6.2. AI 에이전트 개발의 대중화
6.3. 윤리적 고려 및 안전한 AI 구축
1. 개념 정의: Nemotron이란 무엇인가?
Nemotron은 엔비디아가 AI 에이전트 시스템 개발을 위해 제공하는 개방형 모델, 데이터셋, 그리고 관련 기술들의 총체이다. 이는 개발자들이 고성능의 AI 에이전트를 투명하고 효율적으로 구축하고 배포할 수 있도록 지원하는 것을 목표로 한다. AI 에이전트는 특정 목표를 달성하기 위해 환경을 인지하고, 추론하며, 계획하고, 행동하는 자율적인 소프트웨어 또는 하드웨어 시스템을 의미한다. Nemotron은 이러한 에이전트가 복잡한 작업을 수행하고 다양한 환경에 적응할 수 있도록 설계된 기반 기술을 제공한다. 예를 들어, 고급 추론, 코딩, 시각 이해, 에이전트 작업, 안전, 음성 및 정보 검색 등 광범위한 AI 애플리케이션을 포괄한다.
Nemotron의 핵심 가치는 '개방성'에 있다. 엔비디아는 모델 가중치, 훈련 데이터, 훈련 레시피 등 전체 개발 스택을 공개하여 개발 커뮤니티가 모델을 심층적으로 이해하고, 맞춤화하며, 신뢰할 수 있는 시스템을 구축할 수 있도록 돕는다. 이러한 개방형 접근 방식은 AI 혁신을 가속화하고, 특정 산업이나 기업의 요구사항에 최적화된 전문화된 AI 에이전트를 개발하는 데 중요한 역할을 한다.
2. 역사 및 발전 과정
엔비디아의 AI 모델 개발 역사는 2019년 Megatron-LM 모델에서 시작되었다. Megatron-LM은 대규모 언어 모델(LLM) 훈련을 위한 선구적인 작업으로, 당시 세계 최대 규모의 트랜스포머 기반 언어 모델 중 하나였다. 이 초기 모델은 엔비디아가 자체 AI 모델 개발 역량을 구축하는 데 중요한 기반을 마련하였다.
Nemotron 브랜드는 2024년에 처음으로 선보였다. 초기 Nemotron 모델들은 Meta의 Llama 3.1과 같은 선도적인 오픈 모델을 기반으로 개발되었으며, 추론 기능을 강화하는 데 중점을 두었다. 이후 엔비디아는 다양한 크기와 특정 사용 사례에 맞춰 튜닝된 Nemotron 모델들을 지속적으로 출시하였다.
특히 2025년 12월 15일, 엔비디아는 Nemotron 3 제품군을 공개하며 에이전트 AI 개발의 새로운 지평을 열었다. Nemotron 3는 하이브리드 Mamba-Transformer MoE(Mixture-of-Experts) 아키텍처를 도입하여 효율성과 정확도를 크게 향상시켰다. 이 새로운 아키텍처는 모델 크기와 연산 비용을 분리하여 특정 시점에 필요한 매개변수만 활성화함으로써 효율성을 극대화한다. Nemotron 3 Nano 모델은 이전 Nemotron 2 Nano 대비 최대 4배 높은 처리량과 1백만 토큰의 컨텍스트 길이를 제공하며, 추론 토큰 생성을 최대 60%까지 줄여 추론 비용을 절감하는 효과를 가져왔다.
Nemotron 3의 출시는 단순한 모델 업데이트를 넘어 AI 에이전트의 성능 기준을 재정의하려는 엔비디아의 근본적인 시도로 평가받는다. 이는 특히 복잡한 다중 에이전트 시스템과 장문 컨텍스트 추론에 최적화되어, 개발자들이 실제 환경에서 신뢰할 수 있는 AI 에이전트를 구축하는 데 필요한 성능과 투명성을 제공한다.
3. 핵심 기술 및 원리
Nemotron 플랫폼은 개방형 모델, 높은 연산 효율성, 뛰어난 정확성, 그리고 안전하고 간편한 배포를 특징으로 한다. 이러한 특징들은 혁신적인 아키텍처, 다양한 모델 라인업, 개방형 훈련 환경, 그리고 포괄적인 개발 도구의 결합을 통해 구현된다.
3.1. 하이브리드 Mamba-Transformer MoE 아키텍처
Nemotron 3의 핵심은 Mamba 레이어, Transformer 레이어, 그리고 MoE(Mixture-of-Experts) 라우팅을 통합한 하이브리드 아키텍처에 있다. 이 독특한 구조는 효율적인 시퀀스 모델링과 정밀한 추론을 동시에 가능하게 한다.
Mamba 레이어 (State Space Model, SSM): Mamba는 긴 시퀀스 데이터를 효율적으로 처리하는 데 특화된 상태 공간 모델이다. 이는 긴 컨텍스트 길이를 낮은 메모리 사용량으로 처리하며, 특히 순차적인 데이터 처리에서 뛰어난 효율성을 보인다. Nemotron 3 Nano 모델의 경우, Mamba-2 블록이 대부분의 레이어를 구성하여 긴 시퀀스에 대한 놀라운 효율성과 낮은 메모리 사용량을 제공한다.
Transformer 레이어 (Attention): 트랜스포머의 어텐션(Attention) 레이어는 시퀀스 내의 복잡한 구조적 의존성을 포착하는 데 탁월하다. Mamba 레이어만으로는 놓칠 수 있는 전역적인 패턴이나 관계를 어텐션 레이어가 보완하여 모델의 추론 정확도를 높인다. Nemotron 3 아키텍처는 Mamba-2 블록과 어텐션 레이어를 교차 배치하여 이들의 장점을 결합한다.
MoE (Mixture-of-Experts) 라우팅: MoE는 모델 크기와 연산 비용을 분리하는 기술이다. 기존의 피드포워드 네트워크(FFN) 레이어를 MoE 레이어로 대체하여, 특정 토큰(입력 단위)이 처리될 때 전체 매개변수 중 일부 전문가(expert)만 활성화되도록 한다. 예를 들어, Nemotron 3 Nano는 총 316억 개의 매개변수 중 약 32억 개의 매개변수만 활성화하여, 훨씬 더 큰 모델의 지능을 유지하면서도 작은 모델의 속도와 메모리 효율성을 달성한다. 이는 추론 처리량을 크게 향상시키고 추론 비용을 절감하는 데 기여한다.
이러한 하이브리드 MoE 아키텍처는 Nemotron 3 모델이 최대 1백만 토큰의 컨텍스트 길이를 지원하면서도, Nemotron 2 Nano 대비 최대 4배 높은 토큰 처리량을 제공하고 추론 토큰 사용량을 최대 60%까지 줄일 수 있게 한다. 또한, Nemotron 3 Super 및 Ultra 모델은 NVFP4와 같은 4비트 훈련 형식을 사용하여 메모리 요구 사항을 줄이고 훈련 속도를 높이며, Latent MoE와 Multi-Token Prediction(MTP)과 같은 고급 기능을 통합하여 모델 품질과 텍스트 생성 속도를 더욱 향상시킨다.
3.2. 다양한 Nemotron 모델 라인업
Nemotron은 다양한 AI 워크로드와 배포 환경에 최적화된 여러 모델 라인업을 제공한다. 주요 추론 모델은 Nano, Super, Ultra로 구분되며, 각각 특정 요구사항에 맞춰 설계되었다.
Nemotron 3 Nano: 300억 개 이상의 총 매개변수 중 약 30억 개의 활성 매개변수를 가진 가장 작은 모델이다. PC 및 엣지 디바이스와 같은 자원 제약이 있는 환경에서 높은 정확도와 비용 효율성을 제공하도록 최적화되었다. 소프트웨어 디버깅, 콘텐츠 요약, AI 비서 워크플로우, 정보 검색 등 특정 작업에 특히 효과적이다. 현재 HuggingFace에서 사용할 수 있다.
Nemotron 3 Super: 약 1,000억 개의 총 매개변수 중 최대 100억 개의 활성 매개변수를 가진 중간 규모 모델이다. 다중 에이전트 애플리케이션 및 높은 처리량 워크로드에 최적화되어 있으며, IT 티켓 자동화와 같은 협업 에이전트 시나리오에서 높은 정확도를 제공한다. Nano와 Ultra 사이의 추론 능력과 효율성 균형을 제공한다.
Nemotron 3 Ultra: 약 5,000억 개의 총 매개변수 중 최대 500억 개의 활성 매개변수를 가진 가장 큰 모델이다. 복잡한 시스템과 심층적인 분석, 장기적인 계획, 전략적 의사결정을 요구하는 AI 애플리케이션을 위해 최고의 정확도와 추론 성능을 제공한다. 가장 높은 연산 요구 사항을 가지지만, 가장 까다로운 작업을 처리하도록 설계되었다.
이 외에도 Nemotron은 특정 AI 워크로드에 특화된 모델들을 포함한다.
Nemotron Speech: 고처리량, 초저지연 자동 음성 인식(ASR), 텍스트-음성 변환(TTS), 신경망 기계 번역(NMT)을 제공하여 실시간 음성 AI 애플리케이션에 적합하다. 라이브 캡션 및 음성 비서 등에 활용된다.
Nemotron RAG: 멀티모달(multimodal) 데이터를 활용한 문서 이해 및 정보 검색을 향상시킨다. 고품질 임베딩을 생성하고 관련 문서를 순위화하여 빠르고 정확한 문서 검색을 가능하게 한다.
Nemotron Safety: AI 애플리케이션의 안전성과 신뢰성을 강화하는 모델이다. 다국어 콘텐츠 안전, 고급 정책 추론, 위협 인식 AI를 지원하며, 유해 콘텐츠를 감지하고 민감 데이터를 식별하는 데 사용된다.
Nemotron 3 Nano는 2025년 12월에 출시되었으며, Super와 Ultra 모델은 2026년 상반기에 출시될 예정이다.
3.3. 개방형 데이터셋 및 훈련 환경
엔비디아는 Nemotron 모델의 투명성과 맞춤화를 위해 방대한 양의 사전 훈련 및 사후 훈련 데이터셋을 공개한다. Nemotron 3 모델 훈련에는 3조 개 이상의 사전 훈련 토큰과 1,800만 개의 사후 훈련 데이터 샘플이 사용되었으며, 이는 개발자들이 모델의 동작을 이해하고 특정 도메인에 맞게 미세 조정하는 데 필수적인 자원이다.
이 데이터셋은 웹페이지, 대화, 기사 등 다양한 문서 유형을 포함하며, 법률, 수학, 과학, 금융 등 광범위한 도메인을 아우른다. 또한, 19개 언어와 43개 프로그래밍 언어로 훈련되어 다국어 및 다중 프로그래밍 언어 환경을 지원한다.
훈련 환경 측면에서는 NeMo Gym 및 NeMo RL과 같은 오픈소스 라이브러리를 통해 강화 학습 환경을 제공한다. NeMo Gym은 Nemotron 모델의 훈련 환경과 사후 훈련 기반을 제공하며, NeMo RL은 강화 학습을 통해 모델이 다양한 환경에서 적응하고 신뢰할 수 있는 실제 AI를 구축할 수 있도록 돕는다. 예를 들어, Nemotron 3 Nano는 수학, 코드, 과학, 지시 따르기, 다단계 도구 사용, 다중 턴 대화 및 구조화된 출력 환경 전반에 걸쳐 다중 환경 강화 학습을 거쳐 훈련되었다.
이러한 개방형 데이터셋과 훈련 환경은 개발자들이 Nemotron 모델을 활용하여 자체 AI 에이전트를 구축하고, 모델의 안전성과 성능을 검증하며, 규제 준수 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 한다.
3.4. 개발 도구 및 빌딩 블록
Nemotron 기반 AI 에이전트의 구축 및 배포를 가속화하기 위해 엔비디아는 포괄적인 개발 도구 및 빌딩 블록을 제공한다. 이러한 도구들은 개발자들이 Nemotron 모델의 잠재력을 최대한 활용하고, 복잡한 AI 워크플로우를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원한다.
NVIDIA NeMo: AI 모델의 훈련, 사용자 정의 및 배포를 위한 포괄적인 프레임워크이다. Nemotron 모델의 훈련 및 미세 조정을 위한 기반을 제공하며, 특히 대규모 언어 모델(LLM) 및 멀티모달 모델 개발에 최적화되어 있다. NeMo는 개발자들이 Nemotron 모델을 사용하여 특정 도메인에 특화된 AI 에이전트를 구축할 수 있도록 돕는다.
NVIDIA NIM (NVIDIA Inference Microservices): Nemotron 모델을 포함한 엔비디아 AI 모델을 쉽게 배포하고 확장할 수 있도록 하는 마이크로서비스이다. NIM은 GPU 가속 시스템 어디에서나 안전하고 확장 가능한 배포를 가능하게 하여, 개발자들이 모델을 프로덕션 환경에 신속하게 통합할 수 있도록 지원한다. Nemotron 3 Nano는 NVIDIA NIM 마이크로서비스로도 제공된다.
NVIDIA Blueprints: AI 에이전트 시스템 구축을 위한 참조 아키텍처 및 모범 사례를 제공한다. 이는 개발자들이 복잡한 에이전트 워크플로우를 설계하고 구현하는 데 필요한 지침을 제공하여 개발 과정을 간소화한다.
NVIDIA TensorRT-LLM: LLM의 추론 성능을 최적화하는 라이브러리이다. Nemotron 모델의 추론 속도를 극대화하고 지연 시간을 최소화하여, 실시간 애플리케이션에서 고성능을 보장한다.
또한, Nemotron 모델은 vLLM, SGLang, Ollama, llama.cpp와 같은 오픈 프레임워크를 통해 모든 엔비디아 GPU(엣지, 클라우드, 데이터센터)에 쉽게 배포할 수 있다. 이러한 광범위한 플랫폼 지원은 개발자들이 선호하는 환경에서 Nemotron을 활용할 수 있도록 한다.
4. 주요 활용 사례 및 특이한 응용 사례
Nemotron은 고급 추론, 시각 이해, 음성 처리, 검색 증강 생성(RAG), 안전 등 다양한 AI 워크로드에 걸쳐 활용되며, 특히 복잡한 에이전트 AI 시스템 구축에 강점을 보인다.
4.1. 에이전트 AI 시스템 구축
Nemotron은 자율적으로 작동하며 다단계 작업을 수행하는 특화된 AI 에이전트를 구축하는 데 핵심적인 역할을 한다.
보고서 생성 에이전트: Nemotron의 강력한 추론 및 정보 검색 능력은 복잡한 데이터를 분석하고 구조화된 보고서를 자동으로 생성하는 에이전트 구축에 활용될 수 있다. 이는 기업의 의사결정 과정을 가속화하고 수작업을 줄이는 데 기여한다.
음성 기반 RAG 에이전트: Nemotron Speech와 Nemotron RAG 모델의 결합은 음성 명령을 통해 문서나 데이터베이스에서 정보를 검색하고 요약하여 사용자에게 제공하는 에이전트를 가능하게 한다. 예를 들어, 고객 서비스 챗봇이나 음성 기반 비서 시스템에서 즉각적인 정보 제공에 사용될 수 있다.
Bash 컴퓨터 사용 에이전트 및 소프트웨어 디버깅: Nemotron은 코딩 및 추론 능력 덕분에 Bash 명령어를 사용하여 컴퓨터를 조작하거나, 소프트웨어 코드를 분석하고 오류를 식별하여 디버깅하는 에이전트 구축에 적합하다. 이는 개발 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
콘텐츠 요약 및 AI 비서 워크플로우: 긴 문서나 대화 내용을 빠르게 요약하거나, 사용자의 질문에 답변하고 일상적인 작업을 자동화하는 AI 비서 워크플로우에 Nemotron이 활용된다. 이는 정보 과부하를 줄이고 효율적인 정보 관리를 돕는다.
정보 검색 및 멀티모달 질의응답: Nemotron RAG 모델은 멀티모달 데이터를 활용하여 문서, 이미지, 비디오 등 다양한 형태의 정보에서 필요한 내용을 정확하게 검색하고 질의에 답변하는 데 사용된다. 이는 특히 복잡한 기술 문서나 시각적 정보가 포함된 자료에서 유용하다.
이러한 에이전트 AI 시스템은 단일 모델 챗봇을 넘어 협력적인 다중 에이전트 환경으로 전환되는 AI 산업의 현재 동향을 반영하며, Nemotron은 이러한 전환을 가속화하는 데 필수적인 기반을 제공한다.
4.2. 멀티모달 및 저지연 애플리케이션
Nemotron은 특히 멀티모달 데이터 처리와 실시간, 저지연 애플리케이션에서 뛰어난 성능을 발휘한다.
실시간 음성 인식 및 번역: Nemotron Speech 모델은 고처리량 및 초저지연 자동 음성 인식(ASR) 기능을 제공하여 라이브 캡션, 실시간 회의록 작성, 음성 명령 기반 시스템 등 실시간 음성 AI 애플리케이션에 매우 적합하다. 이 모델은 동급 모델 대비 10배 빠른 성능을 제공하는 것으로 나타났다.
비디오 이해 및 문서 지능: Nemotron Nano 2 VL과 같은 모델은 비디오 이해 및 문서 지능을 위해 설계된 120억 매개변수의 오픈 멀티모달 추론 모델이다. 하이브리드 트랜스포머-맘바 아키텍처를 도입하여 트랜스포머 수준의 정확도와 맘바의 메모리 효율적인 시퀀스 모델링을 결합하여 처리량과 지연 시간을 크게 향상시킨다. 이는 광학 문자 인식(OCR), 차트 추론, 멀티모달 이해에 최적화된 고품질 합성 데이터셋으로 훈련되었다.
멀티모달 RAG를 통한 정보 검색: Nemotron RAG 모델은 멀티모달 데이터를 활용하여 문서 검색 및 정보 검색을 향상시킨다. 이는 텍스트뿐만 아니라 이미지, 차트, 다이어그램 등 시각적 콘텐츠를 상관 분석하여 지능적인 질의응답을 가능하게 한다. 예를 들어, 대규모 코드베이스나 장문의 문서를 분석하는 데 1백만 토큰 컨텍스트 윈도우를 활용하여 높은 정확도로 정보를 추출할 수 있다.
이러한 기능들은 Nemotron이 단순히 텍스트 기반의 작업을 넘어, 실제 세계의 복잡한 멀티모달 데이터를 실시간으로 처리하고 이해하는 데 필수적인 솔루션을 제공함을 보여준다.
5. 현재 동향
Nemotron은 개방형 AI 생태계를 강화하고 에이전트 AI 개발의 새로운 표준을 제시하며 AI 산업 전반에 걸쳐 중요한 영향을 미치고 있다.
5.1. 개방형 혁신 및 투명성 강조
엔비디아는 Nemotron을 통해 AI 혁신의 투명성을 높이는 데 주력하고 있다. 모델 가중치, 훈련 데이터, 훈련 레시피 등 전체 개발 스택을 공개하는 것은 개발자들이 AI 모델을 더 깊이 이해하고 맞춤화하며, 궁극적으로 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하는 데 기여한다.
젠슨 황 엔비디아 CEO는 "개방형 혁신은 AI 발전의 기반"이라고 강조하며, Nemotron이 고급 AI를 개발자들이 에이전트 시스템을 대규모로 구축하는 데 필요한 투명성과 효율성을 제공하는 개방형 플랫폼으로 전환하고 있다고 밝혔다. 이러한 투명성은 모델의 편향이나 법적 문제 등 잠재적인 위험을 감사하고 관리하는 데 도움을 주며, 특히 규제가 엄격한 산업에서 AI 시스템의 신뢰성을 확보하는 데 필수적이다.
또한, Nemotron은 한국을 포함한 여러 국가에서 자체 데이터, 규제 및 가치에 부합하는 AI 시스템을 구축할 수 있도록 지원하는 엔비디아의 주권 AI(Sovereign AI) 노력의 일환이다. 이는 각국의 고유한 요구사항에 맞는 AI 개발을 촉진한다.
5.2. 에이전트 AI 및 전문화된 AI 시스템으로의 전환
AI 산업은 단일 모델 챗봇에서 벗어나 협력적인 다중 에이전트 AI 시스템으로 전환되고 있다. 이러한 에이전트 AI 시스템은 추론, 계획, 행동을 통해 복잡한 작업을 자율적으로 수행하며, 여러 AI 모델이 협력하여 더 큰 목표를 달성한다.
Nemotron은 이러한 에이전트 AI 시스템 구축에 필수적인 효율적이고 정확한 모델을 제공한다. 특히, 다중 에이전트 시스템에서 발생하는 통신 오버헤드, 컨텍스트 드리프트, 높은 추론 비용과 같은 문제들을 Nemotron 3의 하이브리드 MoE 아키텍처와 1백만 토큰 컨텍스트 길이가 해결하는 데 기여한다. Nemotron 3 Nano는 다중 에이전트 시스템에서 초당 가장 많은 토큰을 처리하여 에이전트가 더 많은 것을 기억하고 여러 단계를 수행할 수 있도록 돕는다.
또한, Nemotron은 기업들이 자체적인 전문 지식과 결합된 맞춤형 아키텍처를 통해 특정 워크플로우의 정밀도를 높이고 성능을 향상시키는 데 기여한다. 이는 사이버 보안, 결제, 반도체 엔지니어링 등 다양한 산업에서 전문화된 에이전트가 진정한 운영 가치를 창출하는 길을 열고 있다.
5.3. 산업 전반의 채택
Nemotron 모델은 제조, 사이버 보안, 소프트웨어 개발, 미디어, 통신 등 여러 산업 분야에서 AI 워크플로우를 강화하기 위해 광범위하게 채택되고 있다.
주요 채택 기업으로는 Accenture, Cadence, CrowdStrike, ServiceNow, Siemens, Zoom 등이 있다.
Accenture: 엔비디아 모델을 활용하여 산업 맞춤형 에이전트 솔루션을 개발하고 있다.
Cadence: Nemotron RAG 모델을 시험 적용하여 복잡한 기술 문서 검색 및 추론을 개선하고 있다.
CrowdStrike: Nemotron 및 NVIDIA NIM 마이크로서비스를 활용하여 Charlotte AI 플랫폼을 강화하고, 대량의 알림 분류 및 문제 해결과 같은 작업을 처리하는 전문 보안 에이전트를 구축하여 정확도를 80%에서 98.5%로 높였다.
ServiceNow: 엔비디아와 협력하여 실시간 워크플로우 실행에 특화된 Apriel Nemotron 15B 모델을 개발했으며, Nemotron 모델을 활용하여 AI 에이전트의 성능과 정확도를 높여 기업 생산성을 향상시키고 있다.
Siemens: Nemotron 모델을 활용하여 제조 분야의 AI 워크플로우를 강화하고 있다.
Zoom: Nemotron 모델을 자사의 서비스에 통합하여 AI 기능을 강화하고 있다.
Palantir: Nemotron 모델을 Ontology 프레임워크에 통합하여 전문 AI 에이전트를 위한 통합 기술 스택을 구축하고 있다.
Bosch: Nemotron Speech를 채택하여 운전자가 차량과 상호 작용할 수 있도록 지원한다.
이러한 광범위한 채택은 Nemotron이 기업들이 AI 에이전트 전략을 신속하게 실행하고, 다양한 산업 분야에서 실질적인 비즈니스 가치를 창출하는 데 핵심적인 역할을 하고 있음을 보여준다.
6. 미래 전망
Nemotron은 AI 에이전트 시스템의 발전과 광범위한 산업 적용을 가속화하며, AI 기술의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
6.1. 지속적인 효율성 및 성능 향상
Nemotron 3 Super 및 Ultra 모델은 향후 Latent MoE 및 Multi-Token Prediction(MTP)과 같은 고급 기능을 통합하여 정확성과 추론 처리량을 더욱 향상시킬 예정이다. Latent MoE는 모델 품질을 개선하는 새로운 접근 방식이며, MTP 레이어는 텍스트 생성 속도를 가속화한다.
엔비디아는 Nemotron 모델의 효율성을 지속적으로 최적화하여, 더 적은 컴퓨팅 자원으로도 높은 성능을 달성할 수 있도록 할 계획이다. 이는 AI 에이전트가 더 빠르고 정확하게 "생각"하고 응답을 생성하여 추론 비용을 더욱 낮추는 데 기여할 것이다.
또한, 엔비디아는 Nemotron 모델을 NVIDIA Blackwell 아키텍처와 같은 최신 하드웨어에 최적화하여, 메모리 요구 사항을 크게 줄이고 훈련 및 추론 속도를 극대화할 것이다. 이러한 하드웨어-소프트웨어 통합은 Nemotron의 성능 한계를 더욱 확장할 것으로 예상된다.
6.2. AI 에이전트 개발의 대중화
엔비디아는 Nemotron을 통해 고급 AI 기능을 더 많은 개발자와 기업이 접근할 수 있도록 하여, AI 에이전트 개발의 민주화를 이끌 것으로 예상된다. 개방형 모델과 포괄적인 개발 스택(오픈 가중치, 훈련 데이터, 레시피)은 AI 혁신을 가속화하고 새로운 애플리케이션의 등장을 촉진할 것이다.
스타트업과 소규모 기업들도 Nemotron을 활용하여 AI 에이전트를 신속하게 구축하고 반복 개발할 수 있으며, 이는 프로토타입에서 엔터프라이즈 배포에 이르는 혁신을 가속화할 것이다. Nemotron은 로컬 PC부터 대규모 GPU 클러스터에 이르기까지 다양한 환경에서 실행 가능하며, GitHub, Hugging Face, OpenRouter와 같은 플랫폼을 통해 개발자에게 제공되어 진입 장벽을 낮춘다.
이러한 대중화는 AI 에이전트가 다양한 산업과 일상생활에 더욱 깊이 통합되는 계기가 될 것이며, 인간-AI 협업을 지원하는 새로운 AI 동료(AI teammates)의 등장을 촉진할 것이다.
6.3. 윤리적 고려 및 안전한 AI 구축
Nemotron은 에이전트 AI 시스템의 안전성을 강화하기 위한 Nemotron Agentic Safety Dataset과 같은 도구를 제공하며, 이는 미래 AI 시스템의 윤리적이고 책임감 있는 개발에 중요한 역할을 할 것이다.
Nemotron-AIQ Agentic Safety Dataset 1.0은 에이전트 시스템 내에서 발생할 수 있는 광범위한 안전 및 보안 위험을 포착하는 포괄적인 데이터셋으로, 공격 및 방어 시뮬레이션 중 에이전트 동작에 대한 10,000개 이상의 상세 추적 기록을 포함한다. 이 데이터셋은 개발 커뮤니티가 에이전트 AI의 강력한 안전 조치를 연구하고 개발하는 데 귀중한 도구를 제공한다.
엔비디아는 모델의 투명한 데이터셋과 도구를 제공함으로써, 팀이 운영 경계를 정의하고, 특정 작업에 맞게 모델을 훈련하며, 배포 전에 신뢰성을 보다 엄격하게 평가할 수 있도록 돕는다. 이는 AI 시스템이 비즈니스 프로세스에 더 많이 통합됨에 따라, 그들의 행동이 안전 및 보안 정책과 일치하도록 보장하는 데 중요하다.
Nemotron은 AI 에이전트가 복잡한 워크플로우를 자동화하는 데 필요한 성능과 개방성을 제공하는 동시에, 잠재적인 위험을 식별하고 완화하기 위한 프레임워크를 제시하며 윤리적이고 신뢰할 수 있는 AI의 미래를 위한 기반을 다지고 있다.
참고 문헌
Foundation Models for Agentic AI | NVIDIA Nemotron. https://www.nvidia.com/en-us/ai-data-science/foundation-models/nemotron/
Nvidia Launches the Next Generation of Its Nemotron Models - The New Stack. (2025-12-15). https://thenewstack.io/nvidia-launches-the-next-generation-of-its-nemotron-models/
NVIDIA Nemotron 3: Efficient and Open Intelligence. (2025-12-15). https://research.nvidia.com/labs/nemotron/files/NVIDIA-Nemotron-3-White-Paper.pdf
NVIDIA AI Releases Nemotron 3: A Hybrid Mamba Transformer MoE Stack for Long Context Agentic AI - MarkTechPost. (2025-12-20). https://www.marktechpost.com/2025/12/20/nvidia-ai-releases-nemotron-3-a-hybrid-mamba-transformer-moe-stack-for-long-context-agentic-ai/
nvidia/NVIDIA-Nemotron-3-Nano-30B-A3B-BF16 - Hugging Face. https://huggingface.co/nvidia/NVIDIA-Nemotron-3-Nano-30B-A3B-BF16
NVIDIA Nemotron AI Models - NVIDIA Developer. https://developer.nvidia.com/nemotron
NVIDIA Debuts Nemotron 3 Family of Open Models. (2025-12-15). https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-debuts-nemotron-3-family-of-open-models
Nvidia launches Nemotron 3 open models as open foundation for agentic AI systems. (2025-12-15). https://siliconangle.com/2025/12/15/nvidia-launches-nemotron-3-open-models-open-foundation-agentic-ai-systems/
Nvidia Nemotron 3 Nano: Everything You Need to Know - eWeek. (2025-12-15). https://www.eweek.com/ai/nvidia-nemotron-3-nano-everything-you-need-to-know/
Nemotron 3: Open Innovation Drives Transparent AI Development - AI CERTs News. https://aicerts.io/blog/nemotron-3-open-innovation-drives-transparent-ai-development
Inside NVIDIA's Nemotron-3: Mamba + Transformer + MoE and 1M Token Context - Medium. (2025-12-18). https://medium.com/@aigents/inside-nvidias-nemotron-3-mamba-transformer-moe-and-1m-token-context-8b3d0a2732c2
NVIDIA Nemotron 3: Hybrid Mamba-Transformer Architecture Analysis. Mixture-of-Experts (MoE) - YouTube. (2025-12-20). https://www.youtube.com/watch?v=Fj-y5w9w2uQ
NVIDIA launches Nemotron 3 open models in Nano, Super, and Ultra sizes for advanced agentic AI - DEV Community. (2025-12-16). https://dev.to/nvidia/nvidia-launches-nemotron-3-open-models-in-nano-super-and-ultra-sizes-for-advanced-agentic-ai-4l38
NVIDIA Launches Nemotron 3 Open Models for Agentic AI | Pipeline Publishing. (2025-12-15). https://pipelinepub.com/nvidia-launches-nemotron-3-open-models-for-agentic-ai/
Nemotron 3 Nano: Open, Efficient Mixture-of-Experts Hybrid Mamba-Transformer Model for Agentic Reasoning - Research at NVIDIA. (2025-12-15). https://research.nvidia.com/labs/nemotron/files/NVIDIA-Nemotron-3-Nano-Technical-Report.pdf
NVIDIA unveils Nemotron 3, an open AI model built for multi-agent systems - Ynetnews. (2025-12-16). https://www.ynetnews.com/tech/article/rk8p00r7r
NVIDIA and Lakera AI Propose Unified Framework for Agentic System Safety. (2025-12-08). https://www.unite.ai/nvidia-and-lakera-ai-propose-unified-framework-for-agentic-system-safety/
NVIDIA Debuts Nemotron 3 Family of Open Models - NVIDIA Investor Relations. (2025-12-15). https://investor.nvidia.com/news/press-release-details/2025/NVIDIA-Debuts-Nemotron-3-Family-of-Open-Models/default.aspx
NVIDIA Unveils New Open Models, Data and Tools to Advance AI Across Every Industry. (2026-01-05). https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-unveils-new-open-models-data-and-tools-to-advance-ai-across-every-industry
3 LLM Underdogs of 2025 - DEV Community. (2026-01-08). https://dev.to/karthik_ram/3-llm-underdogs-of-2025-337j
nvidia/Nemotron-AIQ-Agentic-Safety-Dataset-1.0 - Hugging Face. (2025-10-29). https://huggingface.co/datasets/nvidia/Nemotron-AIQ-Agentic-Safety-Dataset-1.0
NVIDIA Introduces an Efficient Family of Open Models for Building Agentic AI Applications. (2025-12-16). https://www.enterpriseai.news/2025/12/16/nvidia-introduces-an-efficient-family-of-open-models-for-building-agentic-ai-applications/
A Safety and Security Framework for Real-World Agentic Systems - arXiv. (2025-11-27). https://arxiv.org/pdf/2511.08272
Nemotron 3: Architecture, Benchmarks, and Open-Model Comparisons - DataCamp. (2025-12-23). https://www.datacamp.com/blog/nemotron-3-architecture-benchmarks-and-open-model-comparisons
NVIDIA Opens Nemotron AI Models for Commercial Use | The Tech Buzz. (2025-09-24). https://thetech.buzz/nvidia-opens-nemotron-ai-models-for-commercial-use/
Nemotron Models, Datasets and Techniques Fuel AI Development - NVIDIA Blog. (2025-09-24). https://blogs.nvidia.com/blog/nemotron-models-datasets-techniques-ai-development/
Nemotron Nano 12B 2 VL (free) - API, Providers, Stats | OpenRouter. (2025-10-28). https://openrouter.ai/models/nvidia/nemotron-nano-12b-v2-vl
Nvidia Releases Nemotron 3 Open Models - AI Business. (2025-12-15). https://aibusiness.com/llm/nvidia-releases-nemotron-3-open-models
NVIDIA Nemotron 3 expands open models for agentic AI - StrongYes. (2025-12-16). https://strongyes.ai/nvidia-nemotron-3-expands-open-models-for-agentic-ai/
NVIDIA AI Released Nemotron Speech ASR: A New Open Source Transcription Model Designed from the Ground Up for Low-Latency Use Cases like Voice Agents - MarkTechPost. (2026-01-06). https://www.marktechpost.com/2026/01/06/nvidia-ai-released-nemotron-speech-asr-a-new-open-source-transcription-model-designed-from-the-ground-up-for-low-latency-use-cases-like-voice-agents/
Building in the Open: The Future of Open Model Innovation | Nemotron Labs - YouTube. (2025-12-09). https://www.youtube.com/watch?v=Fj-y5w9w2uQ
Nvidia launches models to ease AI agent development - CIO Dive. (2025-03-19). https://www.ciodive.com/news/nvidia-llama-nemotron-ai-agent-development/710609/
NVIDIA powers a new wave of specialised AI agents to transform business. (2025-11-25). https://www.itpro.com/business/ai-and-machine-learning/369796/nvidia-powers-new-wave-of-specialised-ai-agents-to-transform-business
Huang Lays Out NVIDIA's Plan for the Physical AI Era at CES 2026 | The Tech Buzz. (2026-01-06). https://thetech.buzz/huang-lays-out-nvidias-plan-for-the-physical-ai-era-at-ces-2026/
NVIDIA Debuts Nemotron 3 Family of Open Models - Barchart.com. (2025-12-15). https://www.barchart.com/story/news/24719266/nvidia-debuts-nemotron-3-family-of-open-models
NVIDIA Launches Family of Open Reasoning AI Models for Developers and Enterprises to Build Agentic AI Platforms. (2025-03-18). https://nvidianews.nvidia.com/news/nvidia-launches-family-of-open-reasoning-ai-models-for-developers-and-enterprises-to-build-agentic-ai-platforms
)을 지멘스의 세계에 깊숙이 통합된다.
요즘 에이전틱 소프트웨어 엔지니어가 코딩을 돕는 것처럼, 미래에는 ‘에이전틱 칩 디자이너’와 ‘시스템 디자이너’가 엔비디아의 시뮬레이션 모델을 사용해 설계를 돕게 될 것이다. 로봇을 설계하는 것 뿐만 아니라, 공장과 조립 라인까지 설계할 수 있게 된다.
베라 루빈(Vera Rubin) 칩
베라 루빈은 이전 세대보다 성능이 두 배 향상된 맞춤형 설계 CPU인 ‘베라’와 이전 세대인 블랙웰보다 5배 높은 성능인 GPU
GPU
1. GPU란? 핵심 개념 정리
1.1. GPU의 정의: 그래픽을 넘어 AI의 심장으로
GPU(Graphics Processing Unit, 그래픽 처리 장치)는 이름에서 알 수 있듯 본래 컴퓨터 그래픽, 특히 3D 그래픽 렌더링을 위해 탄생한 특수 목적용 프로세서다. 1990년대 비디오 게임과 컴퓨터 지원 설계(CAD)의 발전은 화면의 수많은 픽셀 정보를 동시에, 그리고 매우 빠르게 계산해야 하는 과제를 던져주었다. 이는 한 번에 하나의 작업을 순차적으로 처리하는 CPU(Central Processing Unit)에게는 버거운 일이었다. 이 문제를 해결하기 위해 수천 개의 작은 코어를 내장하여 수많은 계산을 동시에 처리하는, 즉 ‘병렬 연산’에 극도로 특화된 GPU가 등장했다.
GPU의 운명을 바꾼 결정적 전환점은 2007년 NVIDIA가 CUDA(Compute Unified Device Architecture)를 공개하면서 찾아왔다. CUDA는 개발자들이 GPU의 막강한 병렬 처리 능력을 그래픽 렌더링뿐만 아니라 일반적인 목적의 계산(GPGPU, General-Purpose computing on GPU)에도 활용할 수 있도록 문을 열어준 소프트웨어 플랫폼이자 API다. 이를 계기로 GPU는 과학 기술 계산, 데이터 분석, 그리고 결정적으로 인공지능(AI) 딥러닝 분야에서 기존 CPU의 연산을 가속하는 핵심 ‘가속기(Accelerator)’로 자리매김하게 되었다. GPU의 발전 역사는 단순히 칩 성능의 향상을 넘어, 과거 슈퍼컴퓨터의 전유물이었던 ‘대규모 병렬 연산’이라는 컴퓨팅 패러다임을 수많은 연구자와 개발자에게 확산시킨 ‘병렬성의 민주화’ 과정으로 볼 수 있으며, 이는 AI 혁명의 기술적 토대가 되었다.
1.2. 핵심 용어 해부: GPU 성능을 결정하는 4대 요소
GPU의 성능을 이해하기 위해서는 몇 가지 핵심 용어를 알아야 한다. 이 네 가지 요소는 GPU의 성격을 규정하고 성능을 가늠하는 중요한 척도가 된다.
코어(Core) / 스트리밍 멀티프로세서(SM, Stream Multiprocessor): 코어는 GPU의 가장 기본적인 연산 유닛이다. GPU는 수천 개의 코어를 가지고 있는데, 이 코어들을 효율적으로 관리하기 위해 수십 개에서 수백 개씩 묶어 하나의 블록으로 만든 것이 바로 스트리밍 멀티프로세서(SM)다. SM은 각자 명령어 스케줄러와 메모리를 가지고 독립적으로 작동하며, 실제 병렬 작업이 할당되고 실행되는 중심지 역할을 한다.
VRAM(Video RAM): GPU가 연산에 필요한 데이터를 임시로 저장하는 전용 고속 메모리다. AI 모델의 파라미터, 학습 데이터셋, 그래픽 텍스처 등이 VRAM에 저장된다. VRAM의 용량(GB)은 한 번에 처리할 수 있는 모델의 크기나 데이터의 양을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나다. 현재 주로 사용되는 VRAM 기술로는 GDDR(Graphics Double Data Rate)과 HBM(High Bandwidth Memory)이 있다.
메모리 대역폭(Memory Bandwidth): 1초당 VRAM과 GPU 코어 사이에서 데이터를 얼마나 많이 전송할 수 있는지를 나타내는 지표로, 보통 GB/s 단위로 표기한다. GPU의 연산 속도가 아무리 빨라도 데이터가 제때 공급되지 않으면 코어는 일을 멈추고 기다려야 한다. 이처럼 메모리 대역폭은 GPU의 실제 성능을 좌우하는 핵심적인 병목 지점이다.
FLOPS/TOPS: 초당 부동소수점 연산(Floating-point Operations Per Second) 또는 초당 테라 연산(Tera Operations Per Second)을 의미하는 단위로, GPU가 1초에 얼마나 많은 계산을 할 수 있는지를 나타내는 이론적인 최대 연산 성능 지표다. 이 수치가 높을수록 잠재적인 연산 능력은 뛰어나지만, 실제 애플리케이션 성능은 메모리 대역폭 등 다른 요인에 의해 제한될 수 있다.
1.3. CPU와의 역할 분담: 전문가와 대규모 작업자 군단
CPU와 GPU의 관계를 이해하는 가장 쉬운 방법은 이들을 하나의 팀으로 생각하는 것이다. CPU는 소수의 코어로 구성되지만 각 코어는 매우 똑똑하고 다재다능한 ‘전문가’와 같다. 복잡한 논리 판단, 순차적인 작업 처리, 시스템 전체를 지휘하는 데 능숙하다. 운영체제를 실행하고, 사용자 입력을 처리하며, 어떤 작업을 GPU에 맡길지 결정하는 ‘지휘관’의 역할을 수행한다.
반면 GPU는 수천 개의 코어로 이루어진 ‘대규모 작업자 군단’에 비유할 수 있다. 각 코어(작업자)는 전문가처럼 복잡한 일을 하지는 못하지만, 단순하고 반복적인 계산을 엄청나게 많은 수가 동시에 처리할 수 있다. 이는 3D 그래픽에서 수백만 개의 픽셀 색상을 동시에 계산하거나, 딥러닝에서 수십억 개의 행렬 곱셈을 병렬로 처리하는 작업에 최적화되어 있다.
이처럼 CPU와 GPU는 서로를 대체하는 경쟁 관계가 아니라, 각자의 강점을 바탕으로 역할을 분담하는 상호 보완적인 관계다. CPU가 지휘하고 제어하는 동안 GPU는 대규모 연산을 실행하며 시스템 전체의 성능을 극대화한다.
1.4. 왜 지금 GPU가 중요한가: AI 혁명의 동력원
오늘날 GPU가 기술 논의의 중심에 선 가장 큰 이유는 단연 생성형 AI와 거대 언어 모델(LLM)의 폭발적인 성장 때문이다. ChatGPT와 같은 LLM은 수천억 개에서 수조 개에 달하는 파라미터(매개변수)를 가지고 있으며, 이를 학습시키고 추론하는 과정은 천문학적인 양의 행렬 연산을 필요로 한다. 이러한 대규모 병렬 연산은 GPU 없이는 사실상 불가능하며, GPU는 AI 혁명을 가능하게 한 핵심 동력원으로 평가받는다.
AI 외에도 GPU의 중요성은 여러 분야에서 급증하고 있다. 4K, 8K와 같은 초고해상도 비디오의 실시간 편집 및 스트리밍, 사실적인 그래픽을 위한 실시간 레이 트레이싱 기술을 요구하는 고사양 게임, 그리고 전산유체역학(CFD)이나 분자동역학 같은 복잡한 과학 시뮬레이션 분야에서도 GPU는 필수적인 도구가 되었다. 이 모든 분야의 공통점은 과거에는 상상할 수 없었던 규모의 데이터를 병렬로 처리해야 한다는 것이며, GPU는 이 시대적 요구에 가장 완벽하게 부응하는 기술이다.
2. 아키텍처와 작동 원리: 수천 개 코어는 어떻게 협력하는가
2.1. SIMT 병렬 처리 모델: 하나의 명령, 수천 개의 실행
GPU가 수천 개의 코어를 효율적으로 통제하는 비결은 SIMT(Single Instruction, Multiple Threads)라는 독특한 병렬 처리 모델에 있다. 이는 말 그대로 ‘하나의 명령어(Single Instruction)’를 ‘수많은 스레드(Multiple Threads)’가 각자 다른 데이터를 가지고 동시에 실행하는 방식이다.
NVIDIA GPU 아키텍처에서는 이 SIMT 모델이 ‘워프(Warp)’라는 단위로 구체화된다. 워프는 함께 실행되는 32개의 스레드 묶음이다. GPU의 기본 실행 단위인 SM(스트리밍 멀티프로세서)은 여러 개의 워프를 받아 스케줄링하고, 워프 단위로 명령어를 실행 유닛에 할당한다. 워프 내 32개의 스레드는 모두 같은 명령어를 수행하므로, 제어 로직이 매우 단순해지고 하드웨어 자원을 극도로 효율적으로 사용할 수 있다.
NVIDIA는 Tesla 아키텍처를 시작으로 Fermi, Kepler, Maxwell, Pascal, Volta, 그리고 최신 아키텍처에 이르기까지 SM의 내부 구조, 코어의 수, 스케줄러의 기능을 지속적으로 개선하며 SIMT 모델의 효율성을 높여왔다. 이 진화의 역사는 GPU가 어떻게 더 많은 병렬 작업을 더 빠르고 효율적으로 처리하게 되었는지를 보여준다.
2.2. 메모리 계층 구조: 데이터 병목 현상과의 전쟁
GPU 아키텍처 발전의 역사는 '연산'과 '데이터 이동' 간의 끊임없는 병목 현상 해결 과정이라 할 수 있다. 초기에는 더 많은 코어를 집적해 연산 성능(FLOPS)을 높이는 데 주력했지만, 곧 VRAM에서 코어로 데이터를 공급하는 속도, 즉 메모리 대역폭이 새로운 병목으로 떠올랐다. 이를 해결하기 위해 GPU는 CPU와 유사하게 정교한 다단계 메모리 계층 구조를 갖추고 있다.
레지스터(Register): 각 코어 내부에 있는 가장 빠르고 작은 메모리. 스레드 전용으로 사용된다.
L1 캐시 / 공유 메모리(Shared Memory): 각 SM 내부에 존재하며, 같은 SM에 속한 스레드들이 데이터를 공유할 수 있는 매우 빠른 온칩(on-chip) 메모리다.
L2 캐시(L2 Cache): 모든 SM이 공유하는 더 큰 용량의 캐시. VRAM 접근 횟수를 줄여 성능을 향상시킨다.
VRAM (HBM/GDDR): GPU 칩 외부에 위치한 대용량 고속 메모리.
특히 AI 시대에 들어서면서 VRAM 기술의 혁신이 중요해졌다. 기존의 GDDR 메모리는 데이터를 전송하는 통로(I/O Bus)가 32개 수준에 불과해 병목 현상을 유발했다. 이를 극복하기 위해 등장한 것이 HBM(High Bandwidth Memory)이다. HBM은 TSV(Through-Silicon Via)라는 미세한 수직 관통 전극 기술을 사용해 여러 개의 DRAM 칩을 아파트처럼 수직으로 쌓아 올린다. 이를 통해 1024개가 넘는 데이터 통로를 확보, GDDR과는 비교할 수 없는 압도적인 메모리 대역폭을 제공한다. 거대 AI 모델의 수백억 개 파라미터를 GPU 코어로 끊임없이 공급해야 하는 오늘날, HBM은 AI 가속기의 필수 부품이 되었다.
2.3. 정밀도와 성능: 더 빠르게, 더 효율적으로
컴퓨팅에서 숫자를 표현하는 방식, 즉 ‘정밀도(Precision)’는 성능과 직결된다. 일반적으로 사용되는 32비트 단정밀도 부동소수점(FP32)은 넓은 범위와 높은 정밀도를 보장하지만, 많은 메모리와 연산 자원을 소모한다. 반면, 비트 수를 줄인 16비트 반정밀도(FP16), BFloat16(BF16)이나 8비트 정수(INT8)는 표현의 정밀도는 낮아지지만 메모리 사용량을 절반 또는 1/4로 줄이고 연산 속도를 크게 향상시키는 장점이 있다.
딥러닝 연구를 통해 AI 모델은 학습 및 추론 과정에서 FP32 수준의 높은 정밀도가 항상 필요하지 않다는 사실이 밝혀졌다. 이를 활용한 기술이 바로 ‘혼합 정밀도(Mixed Precision)’ 학습이다. 이는 속도와 메모리 효율이 중요한 대부분의 연산은 FP16이나 BF16으로 수행하고, 모델의 가중치를 업데이트하는 등 정밀도가 중요한 부분만 FP32를 사용하는 기법이다.
이러한 저정밀도 연산을 하드웨어 수준에서 폭발적으로 가속하기 위해 탄생한 것이 NVIDIA의 ‘텐서 코어(Tensor Core)’와 AMD의 ‘매트릭스 엔진(Matrix Engine)’이다. 텐서 코어는 4x4와 같은 작은 행렬의 곱셈-누적 연산(
D=A×B+C)을 단 한 번의 클럭 사이클에 처리할 수 있는 특수 연산 유닛이다. 이를 통해 AI 워크로드의 핵심인 행렬 연산 성능을 극적으로 끌어올린다.
2.4. 인터커넥트와 폼팩터: GPU들의 연결과 물리적 형태
단일 GPU의 성능을 넘어 더 큰 문제를 해결하기 위해서는 여러 GPU를 효율적으로 연결하는 기술이 필수적이다.
인터커넥트(Interconnect): 메인보드의 표준 인터페이스인 PCIe는 범용성이 높지만 대역폭에 한계가 있다. 이를 극복하기 위해 NVIDIA는 NVLink라는 GPU 전용 고속 인터커넥트 기술을 개발했다. NVLink는 PCIe보다 수 배 높은 대역폭을 제공하여, 여러 GPU가 마치 하나의 거대한 GPU처럼 긴밀하게 협력하며 데이터를 교환할 수 있게 해준다. 더 나아가, NVSwitch는 여러 서버에 걸쳐 수백, 수천 개의 GPU를 연결하는 거대한 패브릭을 구성하여 AI 슈퍼컴퓨터의 근간을 이룬다.
폼팩터(Form Factor) 및 전력/발열(TDP): GPU는 물리적 형태에 따라 크게 두 가지로 나뉜다. 일반 소비자용 PC에 장착되는 카드 형태(싱글/듀얼 슬롯)와, 데이터센터의 고밀도 서버를 위한 메자닌 카드 형태인 SXM이 있다. SXM 폼팩터는 NVLink를 통한 직접 연결과 더 높은 전력 공급(TDP, Thermal Design Power)을 지원하여 최고의 성능을 이끌어낸다. GPU의 성능은 TDP와 비례하며, 이는 곧 엄청난 발열로 이어진다. 따라서 고성능 데이터센터 GPU는 수랭(liquid cooling)이나 액침 냉각(immersion cooling)과 같은 첨단 냉각 솔루션을 필수적으로 요구한다.
3. CPU·GPU·NPU·FPGA 비교: AI 시대, 최적의 두뇌는 무엇인가
AI 시대의 도래는 다양한 컴퓨팅 워크로드에 맞춰 특화된 프로세서들의 춘추전국시대를 열었다. GPU 외에도 NPU, FPGA 등 다양한 가속기들이 각자의 영역에서 강점을 발휘하고 있다. '최고의' 가속기는 없으며, 주어진 문제에 '최적화된' 가속기만 존재할 뿐이다. 미래 컴퓨팅 환경은 이러한 다양한 가속기들이 공존하며 협력하는 '이기종 컴퓨팅(Heterogeneous Computing)'으로 진화할 것이다.
3.1. 4대 프로세서 아키텍처 전격 비교
CPU (Central Processing Unit): 범용성과 낮은 지연시간이 최대 강점이다. 복잡한 제어 흐름, 조건 분기, 직렬 작업에 최적화되어 시스템 전체를 조율하는 ‘두뇌’ 역할을 한다.
GPU (Graphics Processing Unit): 대규모 데이터 병렬 처리가 핵심이다. 수천 개의 코어를 활용해 동일 연산을 반복 수행하는 딥러닝 학습, 그래픽, 과학계산에서 압도적인 ‘처리량’을 보인다.
NPU/TPU (Neural/Tensor Processing Unit): 딥러닝 연산, 특히 행렬 곱셈과 컨볼루션에 특화된 주문형 반도체(ASIC)다. GPU에서 불필요한 그래픽 관련 기능을 제거하고 AI 연산에 필요한 로직만 집적하여 전력 효율(TOPS/Watt)을 극대화했다. 특히 AI 추론 작업에서 뛰어난 성능을 보인다. Google의 TPU는 ‘시스톨릭 어레이(Systolic Array)’라는 독특한 구조를 통해 데이터가 프로세싱 유닛 사이를 직접 흐르도록 하여 메모리 접근을 최소화하고 행렬 연산을 극도로 가속한다.
FPGA (Field-Programmable Gate Array): 사용자가 하드웨어 회로를 직접 프로그래밍할 수 있는 ‘백지’와 같은 반도체다. 특정 알고리즘에 맞춰 하드웨어를 완벽하게 최적화할 수 있어, 나노초 단위의 ‘초저지연’이 요구되는 금융권의 초단타매매(HFT)나 네트워크 패킷 처리와 같은 특수 목적에 사용된다. 병렬성과 함께, 정해진 시간 안에 반드시 연산을 마치는 결정론적(deterministic) 실행이 보장되는 것이 큰 장점이다.
3.2. 선택의 기준: 지연 시간(Latency) vs. 처리량(Throughput)
프로세서를 선택할 때 가장 중요한 기준은 애플리케이션이 요구하는 성능 특성이 ‘지연 시간’ 중심인지, ‘처리량’ 중심인지 파악하는 것이다.
지연 시간 (Latency): 하나의 작업을 시작해서 끝마치는 데 걸리는 시간이다. 실시간 반응이 생명인 온라인 게임, 자율주행차의 긴급 제동, 금융 거래 시스템 등에서는 지연 시간을 최소화하는 것이 절대적으로 중요하다. CPU와 FPGA는 낮은 지연 시간에 강점을 가진다.
처리량 (Throughput): 단위 시간당 처리할 수 있는 작업의 총량이다. 대규모 데이터셋을 학습시키는 딥러닝, 수많은 동영상을 동시에 인코딩하는 비디오 처리 서버 등에서는 한 번에 얼마나 많은 데이터를 처리할 수 있는지가 핵심이다. GPU와 NPU/TPU는 높은 처리량에 특화되어 있다.
3.3. 생태계와 성숙도: 보이지 않는 경쟁력
하드웨어의 이론적 성능만큼이나 중요한 것이 바로 소프트웨어 개발 생태계다. 아무리 뛰어난 하드웨어도 사용하기 어렵거나 관련 라이브러리가 부족하면 무용지물이다.
이 분야의 절대 강자는 NVIDIA의 CUDA다. CUDA는 15년 이상 축적된 방대한 라이브러리, 모든 주요 딥러닝 프레임워크와의 완벽한 호환성, 거대한 개발자 커뮤니티를 통해 AI 개발의 표준으로 자리 잡았다. 이것이 바로 NVIDIA GPU의 가장 강력한 ‘해자(moat)’로 평가받는 이유다. AMD의 ROCm이나 Intel의 oneAPI 같은 경쟁 플랫폼들은 오픈소스와 개방성을 무기로 빠르게 추격하고 있지만, 생태계의 성숙도와 안정성 면에서는 아직 격차가 존재한다.
4. AI에서의 역할: 학습(Training) vs. 추론(Inference)
AI 워크로드는 크게 ‘학습’과 ‘추론’이라는 두 가지 단계로 나뉜다. 이 둘은 요구하는 컴퓨팅 자원의 특성이 완전히 달라, GPU의 활용 방식과 최적화 전략도 다르게 접근해야 한다. 이는 하드웨어와 소프트웨어의 이원적 진화를 촉진하는 핵심 요인이다. 학습은 처리량 중심의 문제로, 데이터센터용 플래그십 GPU(예: NVIDIA H100)의 진화를 이끌었다. 반면 추론은 지연시간 및 효율성 중심의 문제로, 추론 전용 가속기(예: NVIDIA L4)나 NPU 시장의 성장을 견인했다.
4.1. 학습(Training): 거대 모델을 빚어내는 과정
AI 모델 학습은 대규모 데이터셋을 반복적으로 보여주며 모델 내부의 수십억 개 파라미터(가중치)를 정답에 가깝게 조정해나가는 과정이다. 이는 막대한 양의 행렬 곱셈과 미분 연산(역전파 알고리즘)을 수반하는, 극도로 계산 집약적인 작업이다. GPU는 다음과 같은 방식으로 이 과정을 가속한다.
대규모 행렬 연산: 수천 개의 GPU 코어와 텐서 코어가 학습 데이터와 모델 가중치 간의 행렬 곱셈을 병렬로 처리하여, CPU 대비 수십에서 수백 배 빠른 속도를 제공한다.
데이터 및 모델 병렬화: 거대한 모델과 데이터셋을 여러 GPU에 나누어 처리하는 기술이다. **데이터 병렬화(Data Parallelism)**는 동일한 모델을 여러 GPU에 복제한 뒤, 데이터를 나눠서 동시에 학습시키는 가장 일반적인 방식이다. 반면, 모델의 크기가 단일 GPU의 메모리를 초과할 경우 **모델 병렬화(Model Parallelism)**를 사용해 모델 자체를 여러 GPU에 조각내어 올린다.
혼합 정밀도(Mixed Precision) 학습: 학습 속도와 메모리 효율을 극대화하기 위해 FP16이나 BF16 같은 저정밀도 데이터 타입을 적극적으로 활용한다. 다만 FP16은 표현할 수 있는 숫자의 범위가 좁아 학습 과정에서 그래디언트 값이 너무 작아져 0이 되거나(underflow), 너무 커져서 표현 범위를 벗어나는(overflow) 문제가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 ‘손실 스케일링(Loss Scaling)’ 기법을 사용한다. 이는 역전파 시작 전에 손실(loss) 값에 특정 스케일링 팩터(예: 256)를 곱해 그래디언트 값들을 FP16이 표현 가능한 범위로 옮겨주고, 가중치 업데이트 직전에 다시 원래 값으로 되돌리는 방식이다.
4.2. 추론(Inference): 학습된 모델을 실전에 사용하는 과정
추론은 잘 학습된 모델을 이용해 실제 서비스에서 새로운 데이터에 대한 예측이나 생성 결과를 만들어내는 과정이다. 사용자가 챗봇에 질문을 던지면 답변을 생성하고, 사진을 올리면 객체를 인식하는 모든 과정이 추론에 해당한다. 추론 워크로드는 사용자 경험과 직결되므로 ‘낮은 지연 시간(빠른 응답 속도)’과 ‘높은 처리량(많은 동시 사용자 처리)’이 핵심 요구사항이다.
양자화(Quantization): 추론 성능을 최적화하는 가장 효과적인 기술 중 하나다. 이는 모델의 가중치를 FP32에서 INT8이나 INT4 같은 저정밀도 정수형으로 변환하는 과정이다. 양자화를 통해 모델 파일의 크기를 1/4에서 1/8까지 줄일 수 있으며, 정수 연산이 부동소수점 연산보다 훨씬 빠르고 전력 효율이 높아 추론 속도를 2배에서 4배까지 향상시킬 수 있다. NVIDIA T4 GPU를 사용한 실험에서는 INT8 대비 INT4 양자화를 적용했을 때, 정확도 손실을 1% 미만으로 유지하면서도 추론 처리량을 59% 추가로 향상시킨 사례가 있다.
배치 처리(Batching): 여러 사용자의 추론 요청을 하나로 묶어(batch) GPU에 전달함으로써, 한 번의 연산으로 여러 결과를 동시에 얻는 기법이다. 이는 GPU의 병렬 처리 능력을 최대한 활용하여 전체 처리량을 극대화하는 데 효과적이다.
4.3. 프레임워크와 라이브러리: GPU 성능을 100% 끌어내는 도구들
개발자가 직접 GPU의 복잡한 하드웨어를 제어하는 것은 매우 어렵다. 다행히 잘 구축된 소프트웨어 스택이 이를 대신해준다.
딥러닝 프레임워크: PyTorch, TensorFlow, JAX와 같은 프레임워크는 사용자가 파이썬과 같은 고수준 언어로 쉽게 AI 모델을 설계하고 학습시킬 수 있도록 돕는다.
가속 라이브러리: 프레임워크의 내부에서는 하드웨어 제조사가 제공하는 고도로 최적화된 라이브러리들이 실제 연산을 수행한다. NVIDIA의 cuDNN(딥러닝 기본 연산), cuBLAS(선형대수 연산), NCCL(멀티 GPU 통신) 등이 대표적이다. 이 라이브러리들은 특정 GPU 아키텍처의 성능을 극한까지 끌어낼 수 있도록 설계되었다.
추론 최적화 엔진: NVIDIA의 TensorRT는 학습이 완료된 모델을 받아 추론에 최적화된 형태로 변환해주는 강력한 도구다. 모델의 연산 그래프를 분석하여 불필요한 연산을 제거하고 여러 연산을 하나로 합치는 ‘연산 융합(layer fusion)’, 최적의 정밀도 조합을 찾는 ‘정밀도 보정(precision calibration)’, 하드웨어에 가장 효율적인 연산 커널을 자동으로 선택하는 ‘커널 자동 튜닝(kernel auto-tuning)’ 등의 최적화를 수행하여 추론 지연 시간을 최소화하고 처리량을 극대화한다.
4.4. 분산 학습과 현실적인 병목 지점
수조 개 파라미터를 가진 초거대 모델을 학습시키기 위해서는 수백, 수천 개의 GPU를 연결하는 분산 학습이 필수적이다. 분산 학습에는 데이터를 나누는 데이터 병렬, 모델의 각 레이어를 나누는 파이프라인 병렬, 단일 레이어 내의 행렬 연산을 나누는 텐서 병렬 등 다양한 기법이 사용된다.
하지만 이론과 현실은 다르다. 실제 대규모 분산 학습 환경에서는 여러 병목 지점이 성능을 저하시킨다. 가장 대표적인 병목은 VRAM 용량과 메모리 대역폭이다. 모델 파라미터뿐만 아니라 학습 중간에 생성되는 그래디언트, 옵티마이저 상태 값까지 모두 VRAM에 저장해야 하므로 메모리 요구량이 폭증한다. 또한, GPU 간 그래디언트를 교환하는 통신 오버헤드도 무시할 수 없다. NVLink와 같은 고속 인터커넥트가 필수적인 이유다. 마지막으로, 스토리지나 네트워크에서 GPU로 학습 데이터를 충분히 빠르게 공급하지 못하는 I/O 병목 또한 GPU의 발목을 잡는 흔한 원인이다.
5. GPU 종류와 선택 가이드: 내게 맞는 최적의 GPU 찾기
최적의 GPU를 선택하는 것은 단순히 스펙 시트의 숫자를 비교하는 행위가 아니다. 자신의 워크로드 특성을 정확히 이해하고, 그 워크로드에서 발생할 가장 큰 병목 지점이 무엇인지 분석하는 것에서 시작해야 한다. VRAM 용량이 부족한가, 메모리 대역폭이 문제인가, 아니면 특정 정밀도의 연산 성능이 중요한가? 이 질문에 대한 답을 찾은 뒤, 그 병목을 가장 효과적으로 해결해 줄 스펙을 갖춘 GPU를 선택하는 것이 합리적인 접근법이다.
5.1. 시장 세분화: 게이밍부터 데이터센터까지
GPU 시장은 사용 목적에 따라 명확하게 구분되어 있다.
소비자용 (게이밍) GPU: NVIDIA의 GeForce RTX 시리즈와 AMD의 Radeon RX 시리즈가 대표적이다. 최신 게임에서 높은 프레임률과 사실적인 그래픽(레이 트레이싱)을 구현하는 데 초점을 맞추고 있다. 딥러닝 입문자나 소규모 연구용으로도 훌륭한 가성비를 제공하지만, VRAM 용량이 상대적으로 적고 멀티 GPU 구성에 제약이 있다.
워크스테이션 GPU: NVIDIA RTX Ada Generation(구 Quadro)과 AMD Radeon PRO 시리즈가 있다. CAD, 3D 렌더링, 비디오 편집 등 전문가용 애플리케이션의 안정성과 신뢰성에 중점을 둔다. 대용량 VRAM, 데이터 무결성을 위한 ECC 메모리 지원, 전문 소프트웨어 공급사(ISV)의 인증을 받은 전용 드라이버 제공 등이 특징이다.
데이터센터/AI GPU: NVIDIA의 H100, B200과 AMD의 Instinct MI300 시리즈가 이 시장을 주도한다. 24시간 365일 가동되는 데이터센터 환경에서 최고의 AI 학습 및 추론, HPC 성능을 내도록 설계되었다. 최대 VRAM 용량, 초고대역폭 HBM 메모리, NVLink/Infinity Fabric을 통한 막강한 멀티 GPU 확장성, 저정밀도 연산 가속 기능 등을 갖추고 있다.
모바일/엣지 GPU: 스마트폰, 자율주행차, IoT 기기 등에 내장되는 GPU다. 절대 성능보다는 저전력 설계와 작은 폼팩터에서 효율적인 AI 추론 성능을 제공하는 것이 핵심 목표다.
5.2. 핵심 스펙 완벽 해독법: 숫자에 속지 않는 법
딥러닝 관점에서 GPU 스펙을 올바르게 해석하는 것은 매우 중요하다.
코어 수 (CUDA Cores / Stream Processors): 코어 수는 많을수록 좋지만, 아키텍처 세대가 다르면 코어의 효율과 구조가 다르기 때문에 직접적인 성능 비교는 무의미하다. 같은 세대 내에서 비교하는 것이 바람직하다.
VRAM (용량 및 타입): 처리할 모델의 크기와 배치 크기를 결정하는 가장 중요한 요소다. LLM 미세조정이나 소규모 학습에는 최소 24GB, 본격적인 대규모 모델 학습에는 48GB, 80GB 이상의 VRAM이 권장된다. VRAM 타입(GDDR vs. HBM)은 메모리 대역폭을 결정하므로 함께 확인해야 한다.
메모리 대역폭: 높을수록 데이터 중심적인 학습 작업에서 유리하다. 특히 연산 성능(FLOPS)이 매우 높은 GPU일수록, 낮은 메모리 대역폭은 심각한 성능 저하를 유발하는 병목이 된다.
FP16/BF16/INT8 성능 (TOPS): 텐서 코어나 매트릭스 엔진의 유무와 성능을 나타내는 지표로, AI 학습(FP16/BF16)과 추론(INT8/INT4) 성능을 가장 직접적으로 보여준다.
NVLink/Infinity Fabric 지원: 2개 이상의 GPU를 연결하여 학습 성능을 확장할 계획이라면 필수적으로 확인해야 할 스펙이다. 지원 여부와 버전에 따라 GPU 간 통신 속도가 크게 달라져 분산 학습 효율을 결정한다.
5.3. 워크로드별 권장 GPU: 문제에 맞는 도구 선택하기
LLM 학습: VRAM 용량, 메모리 대역폭, NVLink가 절대적으로 중요하다. 수백 GB에 달하는 모델과 데이터를 감당하고 GPU 간 원활한 통신이 보장되어야 한다. (예: NVIDIA H200/B200 141GB+).
LLM 미세조정/추론: VRAM 용량이 여전히 중요하지만, 대규모 서비스의 경우 INT8/FP4 추론 성능과 전력 효율이 TCO(총소유비용) 절감의 핵심이 된다. (예: NVIDIA L40S, L4, A100).
컴퓨터 비전 (CNN/Transformer): 모델 크기에 따라 다르지만, 일반적으로 FP16/FP32 연산 성능과 메모리 대역폭이 학습 속도를 좌우한다. (예: NVIDIA RTX 4090, RTX 6000 Ada).
과학 기술 계산 (HPC): 일부 시뮬레이션은 높은 정밀도를 요구하므로 배정밀도(FP64) 연산 성능이 중요한 선택 기준이 될 수 있다. (예: NVIDIA A100, AMD Instinct MI300).
5.4. 소프트웨어 호환성: CUDA vs. ROCm
하드웨어 선택은 곧 소프트웨어 생태계 선택과 같다. NVIDIA의 CUDA 생태계는 방대한 라이브러리, 프레임워크 지원, 풍부한 문서와 커뮤니티 덕분에 대부분의 AI 연구와 애플리케이션의 표준으로 자리 잡았다. 특별한 이유가 없다면 NVIDIA GPU가 가장 안정적이고 폭넓은 호환성을 제공하는 선택지다. AMD의 ROCm은 HIP(Heterogeneous-compute Interface for Portability)를 통해 CUDA 코드를 AMD GPU에서 실행할 수 있도록 지원하며, 오픈소스 생태계를 무기로 빠르게 발전하고 있다. 하지만 아직 특정 라이브러리나 최신 기능 지원에 있어 CUDA와 격차가 있을 수 있으므로, 사용하려는 모델 및 프레임워크와의 호환성을 사전에 반드시 확인해야 한다.
5.5. TCO(총소유비용) 관점에서의 고려사항
GPU 도입 시 초기 구매 비용(CapEx)만 고려해서는 안 된다. 장기적인 운영 비용(OpEx)을 포함한 총소유비용(TCO) 관점에서 접근해야 한다. 주요 고려사항은 다음과 같다.
전력 소모량(TDP): 고성능 GPU는 수백 와트(W)의 전력을 소비하므로, 전기 요금은 상당한 운영 비용을 차지한다.
냉각 비용: GPU의 발열을 해소하기 위한 데이터센터의 냉각 시스템 비용.
상면 비용: 서버를 설치하는 랙 공간 비용.
관리 인력 및 소프트웨어 라이선스 비용.
6. 클라우드 GPU vs. 온프레미스: 전략적 선택
GPU 인프라를 구축하는 방식은 크게 클라우드 서비스를 이용하는 것과 자체적으로 서버를 구축하는 온프레미스(On-premise) 방식으로 나뉜다. 이 선택은 단순한 기술 문제를 넘어, 조직의 재무 상태, 워크로드 예측 가능성, 데이터 보안 정책 등을 종합적으로 고려해야 하는 전략적 의사결정이다.
6.1. 클라우드 GPU의 장단점: 유연성과 접근성
장점:
신속한 확장성 및 초기 비용 절감: 필요할 때 클릭 몇 번으로 즉시 GPU 자원을 할당받을 수 있어, 수억 원에 달하는 초기 하드웨어 투자 비용(CapEx) 없이 AI 개발을 시작할 수 있다.
최신 하드웨어 접근성: AWS, GCP, Azure 등 주요 클라우드 제공업체들은 NVIDIA나 AMD의 최신 GPU를 가장 먼저 도입하므로, 사용자는 항상 최고의 기술을 활용할 수 있다.
유지보수 부담 없음: 하드웨어 설치, 드라이버 업데이트, 냉각, 전력 관리 등 복잡한 인프라 유지보수를 클라우드 제공업체가 전담한다.
다양한 과금 모델: 사용한 만큼만 지불하는 온디맨드, 장기 계약으로 할인받는 예약 인스턴스, 저렴하지만 언제든 중단될 수 있는 스팟 인스턴스 등 워크로드 특성에 맞춰 비용을 최적화할 수 있다.
단점:
높은 장기 TCO: GPU 사용량이 꾸준히 높을 경우, 시간당 과금되는 운영 비용(OpEx)이 누적되어 온프레미스 구축 비용을 초과할 수 있다.
데이터 전송 비용 및 지연 시간: 대규모 데이터셋을 클라우드로 전송할 때 상당한 네트워크 비용과 시간이 발생할 수 있으며, 물리적 거리로 인한 네트워크 지연 시간이 실시간 서비스에 영향을 줄 수 있다.
데이터 보안 및 규제: 민감한 데이터를 외부 클라우드에 저장하는 것에 대한 보안 우려나, 특정 국가의 데이터를 해당 국가 내에 두어야 하는 데이터 주권(sovereignty) 규제를 준수하기 어려울 수 있다.
6.2. 온프레미스 GPU의 장단점: 통제권과 장기적 비용 효율
장점:
장기적 TCO 유리: 높은 활용률을 전제로 할 때, 일정 기간(손익분기점)이 지나면 총소유비용이 클라우드보다 훨씬 저렴해진다.
데이터 보안 및 통제: 모든 데이터와 인프라가 조직의 물리적 통제 하에 있어 최고 수준의 보안을 유지하고 규제를 준수하기 용이하다.
최소화된 지연 시간: 데이터와 컴퓨팅 자원이 로컬 네트워크에 있어 네트워크 지연 시간이 거의 없고, 예측 가능한 고성능을 보장한다.
완벽한 커스터마이징: 특정 워크로드에 맞춰 하드웨어, 네트워크, 소프트웨어 스택을 자유롭게 구성할 수 있다.
단점:
높은 초기 투자 비용: 서버, GPU, 스토리지, 네트워킹 장비 등 대규모 초기 자본 투자가 필요하다.
유지보수 및 운영 부담: 전력, 냉각, 공간 확보 등 데이터센터 인프라 구축과 이를 운영할 전문 인력이 필요하다.
확장성의 한계: 수요가 급증할 때 신속하게 자원을 증설하기 어렵고, 하드웨어 구매 및 설치에 수개월이 소요될 수 있다.
6.3. TCO 및 손익분기점 심층 분석 (NVIDIA H100 8-GPU 서버 기준)
Lenovo가 발표한 TCO 분석 보고서에 따르면, 8개의 NVIDIA H100 GPU를 탑재한 서버를 5년간 24/7 운영하는 시나리오를 AWS 클라우드와 비교했을 때 비용 차이는 극명하게 드러난다.
온프레미스 5년 TCO: 약 87만 달러 (초기 구매 비용 약 83만 달러 + 5년간 운영비)
AWS 클라우드 5년 TCO (On-Demand): 약 430만 달러
손익분기점 분석: 온프레미스가 클라우드보다 경제적으로 유리해지는 일일 최소 사용 시간은 AWS 온디맨드 요금제 대비 하루 약 5시간이다. 즉, 하루 5시간 이상 GPU 서버를 꾸준히 사용한다면 온프레미스로 구축하는 것이 장기적으로 훨씬 경제적이라는 의미다. 3년 약정 할인을 적용한 AWS 예약 인스턴스와 비교해도, 하루 약 9시간 이상 사용 시 온프레미스가 유리하다.
주: Lenovo Press 보고서(2025년 5월) 기반 데이터. 비용은 특정 시점의 가격 및 가정에 따라 변동될 수 있음.
6.4. 하이브리드 전략과 자원 효율화
많은 기업에게 최적의 해법은 둘 중 하나를 선택하는 것이 아니라, 두 가지를 전략적으로 조합하는 ‘하이브리드 클라우드’다. 예를 들어, 연구개발이나 모델 실험처럼 변동성이 큰 워크로드는 클라우드의 유연성을 활용하고, 24시간 안정적으로 운영되어야 하는 추론 서비스나 민감 데이터를 다루는 학습은 온프레미스에서 수행하는 방식이다.
또한, GPU 자원 활용률을 극대화하는 기술도 중요하다. NVIDIA의 MIG(Multi-Instance GPU) 기술은 단일 물리 GPU를 최대 7개의 독립적인 가상 GPU 인스턴스로 분할하여, 여러 사용자나 애플리케이션이 자원을 격리된 상태로 나누어 쓸 수 있게 해준다. 이는 특히 여러 개의 작은 추론 모델을 동시에 서비스할 때 GPU 활용률을 크게 높일 수 있다.
7. 성능 지표와 벤치마크 해석: 숫자 너머의 진실
GPU 성능을 평가할 때, 제조사가 제시하는 이론적 수치(Peak Performance)와 실제 애플리케이션에서의 성능(Effective Performance) 사이에는 큰 차이가 존재한다. 벤치마크는 이 간극을 메우고 객관적인 성능을 비교하기 위한 중요한 도구지만, 그 결과를 올바르게 해석하는 지혜가 필요하다. 벤치마크는 '정답'이 아니라, '왜 이런 결과가 나왔을까?'라는 질문을 시작하게 하는 '도구'로 활용해야 한다.
7.1. 코어 지표: GPU의 기초 체력
GPU의 실제 성능은 여러 하드웨어 지표들이 복합적으로 작용한 결과다.
정밀도별 연산 성능 (TOPS): GPU의 이론적인 최대 연산 능력을 보여주지만, 실제 성능은 메모리 대역폭이라는 파이프라인의 굵기에 의해 제한될 수 있다.
메모리 대역폭 및 L2 캐시: GPU 성능을 분석할 때 ‘연산 강도(Arithmetic Intensity)’라는 개념이 중요하다. 이는 연산에 필요한 데이터 1바이트당 수행되는 연산 횟수(FLOPS/Byte)를 의미한다. 만약 알고리즘의 연산 강도가 GPU의 하드웨어적 특성(연산 성능 / 메모리 대역폭)보다 높으면 성능은 연산 유닛의 속도에 의해 결정되고(Math-limited), 반대로 낮으면 데이터를 가져오는 속도에 의해 결정된다(Memory-limited). AI 워크로드, 특히 LLM 추론은 연산 강도가 낮은 경우가 많아 메모리 대역폭과 L2 캐시의 크기가 실제 성능에 결정적인 영향을 미친다.
7.2. AI 벤치마크: MLPerf 제대로 읽기
MLPerf는 학계와 산업계의 AI 리더들이 모여 만든 업계 표준 AI 벤치마크다. 특정 연산의 최고 속도가 아닌, 실제 AI 모델(예: Llama, Stable Diffusion)을 ‘목표 정확도까지 학습시키는 시간(Time-to-train)’이나 ‘초당 처리하는 추론 요청 수(Inferences/sec)’와 같은 실질적인 지표를 측정한다.
최신 MLPerf Training v5.0 결과에 따르면, NVIDIA의 차세대 Blackwell 아키텍처(GB200)는 이전 세대인 Hopper(H100) 대비 Llama 3.1 405B 모델 학습에서 GPU당 최대 2.6배 높은 성능을 보였다. MLPerf Inference v4.1에서는 Intel의 Gaudi 2 가속기와 Google의 TPU v5p도 특정 모델에서 경쟁력 있는 결과를 제출하며, AI 칩 경쟁이 심화되고 있음을 보여주었다. MLPerf 결과를 볼 때는 어떤 모델을 사용했는지, GPU를 몇 개나 사용했는지(시스템 규모), 어떤 소프트웨어 스택(CUDA, PyTorch 버전 등)을 사용했는지 함께 확인해야 공정한 비교가 가능하다.
7.3. 그래픽 및 HPC 벤치마크
3DMark: 게이밍 그래픽 성능을 종합적으로 측정하는 표준 벤치마크로, 게이머와 PC 빌더들에게 널리 사용된다.
SPECviewperf: Autodesk Maya, Siemens NX 등 전문가용 3D CAD 및 렌더링 애플리케이션의 그래픽 성능을 측정하는 데 특화되어 있다.
LINPACK: 과학 기술 계산(HPC) 분야에서 시스템의 배정밀도(FP64) 부동소수점 연산 성능을 측정하는 전통적인 벤치마크로, 전 세계 슈퍼컴퓨터 순위를 매기는 TOP500 리스트의 기준이 된다.
7.4. 실전 팁과 함정: 벤치마크가 말해주지 않는 것들
벤치마크 결과를 맹신하면 안 되는 몇 가지 이유가 있다.
이론치 vs. 실제치: 제조사가 발표하는 피크(Peak) FLOPS는 실제 애플리케이션에서 달성하기 거의 불가능한 이론적 수치다. 실제 성능은 알고리즘, 소프트웨어 최적화, 시스템 병목 등 다양한 요인에 의해 결정된다.
소프트웨어 스택의 영향: 동일한 하드웨어라도 어떤 버전의 CUDA 드라이버, cuDNN 라이브러리, PyTorch 프레임워크를 사용하느냐에 따라 성능이 크게 달라질 수 있다. PyTorch 2.0의
torch.compile 기능은 모델을 GPU에 맞게 컴파일하여 혼합 정밀도 학습 속도를 2배 이상 향상시키기도 한다.
워크로드 특성의 영향: 벤치마크에 사용된 배치 크기, 입력 데이터의 크기(시퀀스 길이, 이미지 해상도)가 자신의 워크로드와 다르면 성능 결과도 달라질 수 있다.
I/O 병목: GPU가 아무리 빨라도 스토리지나 네트워크에서 데이터를 제때 공급하지 못하면 GPU는 유휴 상태(idle)가 되어 성능이 저하된다. GPU 사용률은 낮은데 CPU나 디스크 사용률이 높다면 I/O 병목을 의심해봐야 한다.
8. 대표 사용 사례와 실전 스택: GPU는 어떻게 세상을 바꾸는가
8.1. 생성형 AI: 언어와 이미지를 창조하다
GPU는 이제 언어와 이미지를 창조하는 생성형 AI의 필수 인프라다. 국내에서도 주목할 만한 사례들이 있다.
네이버 HyperCLOVA X: 한국어 데이터와 문화적 맥락에 특화된 거대 언어 모델이다. 네이버는 일찍부터 자체 데이터센터에 NVIDIA 슈퍼컴퓨터를 구축하여 HyperCLOVA X를 개발했으며, 이를 검색, 쇼핑, 예약 등 자사 서비스 전반에 통합하고 있다. 이는 해외 빅테크에 대한 기술 종속에서 벗어나려는 ‘소버린 AI(Sovereign AI)’ 전략의 핵심이며, 이러한 전략의 성공은 고성능 GPU 인프라의 확보 및 운영 능력과 직결된다.
카카오 Karlo: 사용자가 입력한 텍스트를 바탕으로 이미지를 생성하는 모델이다. 1억 1,500만 개의 이미지-텍스트 쌍으로 학습된 확산 모델(Diffusion Model) 기반으로, 복잡한 생성 과정에서 GPU 가속이 필수적이다.
최근 생성형 AI 서비스는 외부 지식 소스를 실시간으로 참조하여 답변의 정확성과 최신성을 높이는 RAG(Retrieval-Augmented Generation) 기술을 적극 활용하고 있다. 이 과정에서 GPU는 벡터 데이터베이스에서 관련 문서를 빠르게 검색하고, 검색된 정보와 사용자 질문을 결합하여 LLM에 전달하는 모든 단계를 가속한다.
8.2. 컴퓨터 비전 및 자율주행: 세상을 보고 판단하다
자율주행차는 도로 위의 데이터센터라 불릴 만큼 막대한 양의 데이터를 실시간으로 처리해야 한다. 여러 대의 카메라, 라이다, 레이더 센서에서 쏟아지는 데이터를 융합하여 주변 환경을 3D로 인식하고, 다른 차량과 보행자의 움직임을 예측하며, 안전한 주행 경로를 계획하는 모든 과정이 차량 내 고성능 GPU 위에서 이뤄진다.
NVIDIA는 이 분야에서 DRIVE 플랫폼이라는 엔드투엔드 솔루션을 제공한다. 데이터센터의 DGX 시스템으로 주행 데이터를 학습하고, Omniverse 가상 환경에서 수백만 km의 시뮬레이션을 통해 AI 모델을 검증한 뒤, 차량용 컴퓨터인 DRIVE AGX에 배포하는 전체 스택을 아우른다. 삼성전자와 같은 반도체 기업은 자율주행 시스템에 필요한 고성능, 고신뢰성 메모리(HBM, Automotive LPDDR5X)와 스토리지(PCIe 5.0 SSD)를 공급하며 이 생태계의 중요한 축을 담당하고 있다.
8.3. 멀티미디어: 콘텐츠를 만들고 분석하다
GPU는 8K 초고화질 비디오를 실시간으로 인코딩하고 스트리밍하는 것부터, AI를 이용해 저해상도 영상을 고해상도로 변환하는 업스케일링(예: NVIDIA DLSS)에 이르기까지 미디어 산업 전반을 혁신하고 있다. 특히 NVIDIA GPU에 내장된 전용 하드웨어 인코더/디코더(NVENC/NVDEC)는 CPU의 부담을 거의 주지 않으면서 고품질 영상 처리를 가능하게 한다. 또한, 수많은 CCTV 영상을 실시간으로 분석하여 특정 인물이나 이상 행동을 감지하는 지능형 영상 분석(IVA) 시스템 역시 GPU의 병렬 처리 능력에 크게 의존한다.
8.4. 과학계산 및 시뮬레이션: 자연 현상을 예측하다
전산유체역학(CFD), 분자동역학, 기후 모델링, 금융 리스크 분석 등 전통적인 고성능 컴퓨팅(HPC) 분야는 GPU 도입으로 제2의 르네상스를 맞고 있다. 복잡한 미분 방정식을 수치적으로 푸는 시뮬레이션은 본질적으로 대규모 병렬 계산의 집약체이기 때문이다.
예를 들어, 항공기나 자동차 주변의 공기 흐름을 분석하는 CFD 시뮬레이션은 과거 슈퍼컴퓨터에서 수일이 걸리던 계산을 이제 단일 GPU 서버에서 몇 시간 만에 완료할 수 있게 되었다. Ansys Fluent와 같은 상용 소프트웨어는 GPU 가속을 통해 CPU 클러스터 대비 최대 7배의 비용 효율과 4배의 전력 효율을 달성했으며, 8개의 NVIDIA H100 GPU가 100 노드의 CPU 클러스터보다 빠르게 시뮬레이션을 완료한 사례도 보고되었다.
8.5. MLOps 스택: AI 서비스를 안정적으로 운영하는 기술
AI 모델을 개발하는 것과 이를 안정적인 서비스로 운영하는 것은 전혀 다른 차원의 문제다. MLOps(Machine Learning Operations)는 개발(Dev)과 운영(Ops)을 통합하여 AI 모델의 배포, 모니터링, 재학습 과정을 자동화하고 표준화하는 일련의 기술과 문화를 의미한다. GPU 기반 AI 서비스의 MLOps 스택은 다음과 같은 요소들로 구성된다.
컨테이너화 (Docker): 모델과 실행 환경(라이브러리, 드라이버)을 Docker 컨테이너로 패키징하여 어떤 서버에서든 동일하게 실행되도록 보장한다.
오케스트레이션 (Kubernetes): 컨테이너화된 추론 서버의 배포, 로드 밸런싱, 자동 확장(auto-scaling) 등을 관리하는 사실상의 표준 플랫폼이다.
추론 서버 (Triton Inference Server): NVIDIA가 개발한 오픈소스 추론 서버로, 다양한 프레임워크(TensorFlow, PyTorch, ONNX, TensorRT)로 만들어진 모델들을 단일 서버에서 동시에 서비스할 수 있다. 동적 배치, 모델 앙상블 등 고성능 서빙에 필요한 고급 기능들을 제공하며 Kubernetes와 긴밀하게 통합된다.
모델 형식 (ONNX): ONNX(Open Neural Network Exchange)는 서로 다른 딥러닝 프레임워크 간에 모델을 교환할 수 있도록 하는 표준 형식이다. PyTorch로 학습한 모델을 ONNX로 변환한 뒤, TensorRT로 최적화하여 Triton에서 서빙하는 것이 일반적인 워크플로우다.
모니터링 (Prometheus, Grafana): GPU 사용률, 메모리, 처리량, 지연 시간 등 서비스 상태를 실시간으로 모니터링하고 시각화하여 문제 발생 시 신속하게 대응할 수 있도록 한다.
9. 생태계·관련 기업·도구: 거인들의 전쟁터
AI 시대의 GPU 시장은 단순한 하드웨어 경쟁을 넘어, 소프트웨어, 클라우드, 파트너 생태계를 아우르는 거대한 플랫폼 전쟁으로 진화하고 있다. 이 전쟁의 중심에는 NVIDIA, AMD, Intel이라는 3대 반도체 거인과 AWS, GCP, Azure라는 3대 클라우드 공룡이 있다.
9.1. 하드웨어 3강: NVIDIA, AMD, Intel
NVIDIA: AI 가속기 시장의 80% 이상을 점유하는 절대 강자다. 그 힘의 원천은 단순히 빠른 칩이 아니라, CUDA라는 강력한 소프트웨어 생태계에 있다. 수십 년간 쌓아온 라이브러리, 개발 도구, 커뮤니티는 경쟁사들이 쉽게 넘볼 수 없는 강력한 해자(moat)를 구축했다. NVIDIA는 데이터센터용 Blackwell/Hopper, 워크스테이션용 RTX Ada, 게이밍용 GeForce 등 모든 시장에 걸쳐 강력한 제품 라인업을 갖추고 있으며, 하드웨어, 소프트웨어, 네트워킹(NVLink/NVSwitch)을 통합한 풀스택 솔루션을 제공하는 것이 핵심 경쟁력이다.
AMD: CPU 시장에서의 성공을 발판으로 GPU 시장에서도 NVIDIA의 가장 강력한 대항마로 부상했다. 데이터센터용 Instinct(CDNA 아키텍처)와 게이밍용 Radeon(RDNA 아키텍처)으로 제품군을 이원화하여 각 시장을 정밀하게 공략하고 있다. CDNA는 HPC와 AI 연산에, RDNA는 그래픽 성능에 최적화된 서로 다른 설계 철학을 가진다. ROCm이라는 오픈소스 플랫폼을 통해 CUDA의 대안을 제시하며 개발자 생태계를 빠르게 확장하고 있다.
Intel: 전통적인 CPU 강자인 Intel 역시 데이터센터 GPU 시장에 본격적으로 뛰어들었다. 인수한 Habana Labs의 Gaudi AI 가속기는 LLM 학습 및 추론 시장에서 가격 경쟁력을 무기로 점유율을 높이고 있으며, MLPerf 벤치마크에서도 경쟁력 있는 성능을 입증했다. oneAPI라는 통합 소프트웨어 플랫폼을 통해 자사의 다양한 하드웨어(CPU, GPU, FPGA)를 하나의 프로그래밍 모델로 지원하려는 야심 찬 전략을 추진 중이다.
9.2. 클라우드 GPU 시장의 거인들: AWS, GCP, Azure
3대 클라우드 서비스 제공자(CSP)는 최신 GPU를 대규모로 구매하는 가장 큰 고객이자, AI 인프라를 서비스 형태로 제공하는 핵심 공급자다.
AWS (Amazon Web Services): 가장 큰 시장 점유율을 가진 선두 주자. NVIDIA, AMD의 GPU뿐만 아니라 자체 개발한 AI 칩인 Trainium(학습용)과 Inferentia(추론용)를 제공하며 하드웨어 선택의 폭을 넓히고 있다.
Google Cloud (GCP): 자체 개발한 TPU(Tensor Processing Unit)를 통해 TensorFlow 및 JAX 프레임워크에서 최적의 성능을 제공한다. TPU는 특히 대규모 학습 및 추론에서 뛰어난 성능과 비용 효율성을 자랑한다.
Microsoft Azure: 기업용 클라우드 시장의 강자로, OpenAI와의 독점적 파트너십을 통해 ChatGPT와 같은 최신 AI 모델을 자사 클라우드에서 가장 먼저 서비스한다. AMD의 MI300X와 같은 최신 GPU를 가장 적극적으로 도입하며 NVIDIA 의존도를 낮추려는 움직임을 보이고 있다.
9.3. 소프트웨어 생태계의 핵심 요소
프로그래밍 모델: NVIDIA의 CUDA가 사실상의 표준이며, AMD의 ROCm/HIP과 개방형 표준인 OpenCL, SYCL이 경쟁 구도를 형성하고 있다.
딥러닝 프레임워크: PyTorch와 TensorFlow가 시장을 양분하고 있으며, 연구 커뮤니티를 중심으로 JAX가 빠르게 성장하고 있다.
모델 형식 및 서빙 엔진: ONNX는 프레임워크 간 모델 호환성을, Triton Inference Server와 같은 서빙 엔진은 안정적인 모델 배포와 운영을 책임진다.
9.4. 숨은 강자들: 파트너 생태계
AI 인프라는 GPU 칩만으로 완성되지 않는다. Supermicro, Dell, HPE와 같은 서버 제조사, 고성능 스토리지 및 저지연 네트워크(InfiniBand) 솔루션 기업, 그리고 GPU의 엄청난 발열을 해결하는 전문 냉각 솔루션 기업들이 강력한 파트너 생태계를 구성하며 AI 혁신을 뒷받침하고 있다.
주: 2025년 기준 데이터센터용 최상위 모델 스펙 비교. 성능 수치는 희소성(Sparsity) 미적용 기준.
10. 최신 트렌드와 로드맵: GPU의 미래를 향한 질주
AI 모델의 발전 속도만큼이나 GPU 기술의 진화 속도도 눈부시다. 미래 AI 컴퓨팅 경쟁의 핵심은 더 이상 단일 칩의 성능이 아닌, 데이터센터 전체를 하나의 거대한 컴퓨터로 만드는 ‘시스템 효율’로 이동하고 있다.
10.1. 차세대 아키텍처: 더 작게, 더 가깝게, 더 넓게
단일 칩(Monolithic Die)의 크기를 키워 성능을 높이는 방식은 물리적 한계에 도달했다. 이제는 여러 개의 작은 기능별 칩(칩렛, Chiplet)을 만들어 하나의 패키지 위에 정교하게 결합하는 방식이 대세가 되고 있다.
첨단 패키징 (CoWoS): TSMC의 CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate) 기술은 GPU 다이와 HBM 메모리를 실리콘 인터포저 위에 긴밀하게 배치하는 2.5D 패키징 기술이다. NVIDIA의 최신 Blackwell 아키텍처는 여기서 한 단계 더 나아가, 두 개의 거대한 GPU 다이를 10 TB/s라는 초고속으로 연결하기 위해 LSI(Local Silicon Interconnect) 브릿지를 사용하는 CoWoS-L 기술을 채택했다.
고대역폭 메모리 (HBM): 현재 주력인 HBM3e는 이전 세대보다 더 높은 대역폭과 용량을 제공하며, 차세대 HBM 기술은 AI 모델 학습의 메모리 병목 현상을 더욱 완화할 것이다.
C2C (Chip-to-Chip) 인터커넥트: UCIe(Universal Chiplet Interconnect Express)와 같은 개방형 표준은 서로 다른 제조사의 칩렛을 자유롭게 조합하여 맞춤형 반도체를 만들 수 있는 미래를 열고 있다.
10.2. 대규모 시스템: AI 팩토리의 등장
미래의 AI 경쟁은 개별 GPU가 아닌, 수만 개의 GPU를 묶은 ‘AI 팩토리’ 단위로 이뤄질 것이다. NVIDIA의 NVLink/NVSwitch 패브릭은 이제 576개 이상의 GPU를 하나의 거대한 컴퓨팅 도메인으로 묶을 수 있으며, GB200 NVL72와 같은 랙 스케일 시스템은 72개의 GPU와 36개의 CPU, 네트워킹, 액체 냉각 시스템을 하나의 완제품으로 통합하여 제공한다. 이는 개별 부품이 아닌, AI 슈퍼컴퓨터의 기본 빌딩 블록을 판매하는 형태로 비즈니스 모델이 진화하고 있음을 보여준다.
10.3. 효율 혁신: 더 적은 자원으로 더 많은 일하기
모델의 성능은 유지하면서 계산량과 메모리 사용량을 줄이는 효율화 기술이 하드웨어와 결합하여 빠르게 발전하고 있다.
희소성(Sparsity) 및 프루닝(Pruning): 모델의 중요하지 않은 가중치를 제거(0으로 만듦)하여 계산량을 줄이는 기술이다. NVIDIA GPU는 2:4 구조적 희소성을 하드웨어 수준에서 지원하여, 추가적인 정확도 손실 없이 성능을 최대 2배까지 높일 수 있다.
지식 증류(Knowledge Distillation): 거대한 ‘교사’ 모델의 지식을 작고 가벼운 ‘학생’ 모델에 전달하여, 적은 자원으로 유사한 성능을 내도록 하는 기술이다.
초저정밀도 연산: INT8, INT4를 넘어 FP8, FP6, FP4 등 더 낮은 정밀도의 데이터 타입을 하드웨어에서 직접 지원하여 추론 성능과 효율을 극대화하고 있다. NVIDIA Blackwell은 FP4 데이터 타입을 지원하여 추론 처리량을 FP8 대비 2배로 향상시킨다.
10.4. 소프트웨어의 진화: 하드웨어의 잠재력을 깨우다
하드웨어의 복잡성이 증가함에 따라, 그 잠재력을 최대한 끌어내는 소프트웨어의 역할이 더욱 중요해지고 있다.
그래프 컴파일러(Graph Compiler): PyTorch나 TensorFlow의 계산 그래프를 분석하여 연산 융합, 메모리 할당 최적화, 커널 자동 생성 등을 수행, 특정 하드웨어에 최적화된 실행 코드를 만들어내는 기술이다. 이는 개발자가 CUDA 코드를 직접 최적화하지 않아도 하드웨어 성능을 최대로 활용할 수 있게 돕는다.
서빙 엔진 고도화: LLM 추론 시 반복 계산되는 Key-Value 캐시를 효율적으로 관리하고, PagedAttention, Speculative Decoding과 같은 최신 기술을 통해 토큰 생성 속도를 극적으로 높이는 추론 서빙 엔진(예: vLLM, TensorRT-LLM)의 발전이 서비스 품질을 좌우하고 있다.
10.5. 전망: 균형, 분산, 그리고 통합
GPU와 AI 컴퓨팅의 미래는 세 가지 키워드로 요약할 수 있다. 첫째, 균형이다. 무한정 모델 크기를 키우기보다, 특정 작업에 최적화된 소형 언어 모델(sLM)이나 MoE(Mixture of Experts) 아키텍처를 통해 비용과 성능의 균형을 맞추려는 노력이 확대될 것이다. 둘째, 분산이다. 클라우드에서만 동작하던 AI가 스마트폰, 자동차, 공장 등 ‘엣지’ 단으로 확산되면서, 저전력·고효율 추론을 위한 NPU와 소형 GPU의 중요성이 더욱 커질 것이다. 마지막으로 통합이다. GPU, NPU, FPGA 등 다양한 가속기가 공존하는 이기종 컴퓨팅 환경에서, 이들을 하나의 플랫폼처럼 통합하고 쉽게 프로그래밍하기 위한 개방형 소프트웨어 표준(예: OpenXLA)에 대한 요구가 증가할 것이다.
참고문헌
KT Cloud Tech Blog. (n.d.). GPU란 무엇일까 (1부).
IBM. (n.d.). GPU란 무엇인가요?.
Bemax. (2023). GPU 발전의 역사와 GPU 서버의 발전 역사.
Wikipedia. (n.d.). 그래픽 카드.
Wikipedia. (n.d.). 그래픽 처리 장치.
Amazon Web Services. (n.d.). GPU란 무엇인가요?.
Amazon Web Services. (n.d.). CPU와 GPU의 주요 차이점.
IBM. (n.d.). CPU vs. GPU: 머신 러닝을 위한 프로세서 비교.
Amazon Web Services. (n.d.). GPU와 CPU 비교 - 처리 장치 간의 차이점.
Corsair. (n.d.). CPU와 GPU의 차이점은 무엇인가요?.
Intel. (n.d.). CPU와 GPU의 차이점은 무엇입니까?.
Seung-baek. (2022). GPU SIMD, SIMT.
Reddit. (2024). ELI5: Why is SIMD still important to include in a modern CPU if GPUs exist?.
Teus-kiwiee. (2022). GPU의 쓰레드.
Kim, H., et al. (2016). Design of a Multi-core GP-GPU with SIMT Architecture for Parallel Processing of Memory-intensive Applications. The Journal of Korean Institute of Information Technology.
Kim, J., et al. (2015). Design of a Dispatch Unit and an Operand Selection Unit of a GP-GPU with SIMT Architecture to Improve Processing Efficiency. Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers.
Comsys-pim. (2022). GPU Architecture History - NVIDIA GPU를 중심으로.
Seongyun-dev. (2024). HBM과 GDDR의 차이점.
Namu Wiki. (n.d.). HBM.
SK hynix. (2023). 고대역폭 메모리(HBM): AI 시대의 필수 기술.
Yozm IT. (2023). CPU와 GPU, 무엇이 다를까?.
410leehs. (2020). GPU란 무엇일까? (CPU와 비교).
TRG Data Centers. (n.d.). AI Inferencing vs. Training: What's the Difference?.
Cloudflare. (n.d.). AI inference vs. training.
Backblaze. (n.d.). AI 101: Training vs. Inference.
Performance-intensive-computing.com. (n.d.). Tech Explainer: What's the Difference Between AI Training and AI Inference?.
NVIDIA Blogs. (2020). The Difference Between Deep Learning Training and Inference.
NVIDIA Developer. (n.d.). Mixed Precision Training.
RunPod Blog. (n.d.). How Does FP16, BF16, and FP8 Mixed Precision Speed Up My Model Training?.
Beam. (n.d.). BF16 vs FP16: The Difference in Deep Learning.
Stack Exchange. (2024). Understanding the advantages of BF16 vs FP16 in mixed precision training.
Dewangan, P. (2025). Mixed Precision Training in LLMs: FP16, BF16, FP8, and Beyond. Medium.
Vitalflux. (n.d.). Model Parallelism vs Data Parallelism: Differences & Examples.
NVIDIA NeMo Framework Documentation. (n.d.). Parallelism.
Jia, Z., et al. (2019). Beyond Data and Model Parallelism for Deep Neural Networks. SysML.
NVIDIA Developer Blog. (2019). INT4 for AI Inference.
GeeksforGeeks. (n.d.). Quantization in Deep Learning.
MathWorks. (n.d.). What is int8 Quantization and Why Is It Popular for Deep Neural Networks?.
Rumn. (n.d.). Unlocking Efficiency: A Deep Dive into Model Quantization in Deep Learning. Medium.
NVIDIA Developer. (n.d.). TensorFlow-TensorRT User Guide.
NVIDIA Developer. (n.d.). TensorRT Getting Started Guide.
NVIDIA Developer. (n.d.). TensorRT Getting Started.
NVIDIA Developer Blog. (n.d.). Speed Up Deep Learning Inference Using TensorRT.
AMD. (2025). Why Choose the AMD ROCm™ Platform for AI and HPC?.
Reddit. (2024). Why is CUDA so much faster than ROCm?.
IBM. (n.d.). NPU vs. GPU: What's the difference?.
QNAP Blog. (n.d.). Super Simple Introduction to CPU, GPU, NPU and TPU.
Picovoice. (n.d.). CPU vs. GPU vs. TPU vs. NPU for AI.
Jain, A. (n.d.). Difference Between CPU, GPU, TPU, and NPU. Medium.
Velvetech. (2025). How FPGAs Revolutionized High-Frequency Trading.
Altera. (n.d.). FPGA Solutions for Financial Services.
Hacker News. (2018). Discussion on FPGA latency.
Amazon Web Services. (n.d.). The difference between throughput and latency.
Lightyear. (2025). Network Latency vs Throughput: Essential Differences Explained.
Google Cloud. (n.d.). System architecture of Cloud TPU.
Google Cloud. (n.d.). System architecture of Cloud TPU.
Wikipedia. (n.d.). Tensor Processing Unit.
MarketsandMarkets. (2025). Data Center GPU Market.
NVIDIA. (n.d.). NVIDIA RTX Professional Workstations.
Wikipedia. (n.d.). AMD Instinct.
Reddit. (2017). Radeon Pro and Radeon Instinct, what exactly are the differences?.
Northflank. (n.d.). Best GPU for Machine Learning.
GeeksforGeeks. (n.d.). Choosing the Right GPU for Your Machine Learning.
NVIDIA Developer Blog. (n.d.). GPU Memory Essentials for AI Performance.
Dettmers, T. (2023). Which GPU for Deep Learning?.
TRG Data Centers. (n.d.). What is a Deep Learning GPU and How to Choose the Best One for AI?.
Atlantic.Net. (2025). GPU for Deep Learning: Critical Specs and Top 7 GPUs in 2025.
Lenovo Press. (2025). On-Premise vs. Cloud Generative AI: Total Cost of Ownership.
AIME. (n.d.). CLOUD VS. ON-PREMISE - Total Cost of Ownership Analysis.
Absolute. (n.d.). Cloud-Based GPU vs On-Premise GPU.
getdeploying.com. (2025). List of cloud GPU providers and their prices.
MLCommons. (2025). MLPerf Training Results.
MLCommons. (n.d.). MLPerf Inference: Datacenter.
NVIDIA. (2025). NVIDIA MLPerf Benchmarks.
HPCwire. (2024). MLPerf Training 4.0: Nvidia Still King, Power and LLM Fine-Tuning Added.
MLCommons. (2024). MLPerf Inference v4.1 Results.
Intel. (2023). Memory Access Analysis.
NVIDIA Developer. (2023). GPU Background for Deep Learning Performance.
Reddit. (2023). 48MB vs 64MB L2 cache for gaming.
NVIDIA Developer Blog. (2020). NVIDIA Ampere Architecture In-Depth.
Lambda. (n.d.). GPU Benchmarks for Deep Learning.
Amazon Web Services. (n.d.). Optimizing I/O for GPU performance tuning of deep learning training.
Wikipedia. (n.d.). LINPACK benchmarks.
3DMark. (n.d.). The Gamer's Benchmark.
Jain, R. (2006). Workloads for Comparing Processor Performance.
SPEC. (n.d.). SPECviewperf 2020 v3.0 Linux Edition.
AMD. (2020). AMD CDNA Architecture White Paper.
KoreaTechToday. (2025). Naver Pushes Inference AI Frontier with HyperClova X Think.
NAVER Corp. (2025). NAVER Cloud Ramps Up Southeast Asia Sovereign AI Strategy with NVIDIA.
The Chosun Daily. (2025). Naver Cloud aims for 'stem-cell-like AI' in government project.
European AI Alliance. (n.d.). HyperCLOVA X: Leading AI Sovereignty in South Korea.
Dataloop AI. (n.d.). Karlo V1 Alpha Model.
Hugging Face. (n.d.). kakaobrain/karlo-v1-alpha.
GitHub. (n.d.). kakaobrain/karlo.
Samsung Semiconductor. (2025). Autonomous Driving and the Modern Data Center.
NVIDIA. (n.d.). NVIDIA Solutions for Autonomous Vehicles.
Arxiv. (2024). A Review on Hardware Accelerators for Autonomous Vehicles.
Ansys. (n.d.). Accelerating CFD Simulations with NVIDIA GPUs.
ACE Cloud. (n.d.). Optimize Your Fluid Dynamics with GPU Server Simulation.
MDPI. (2024). Performance Evaluation of CUDA-Based CFD Applications on Heterogeneous Architectures.
GitHub. (n.d.). triton-inference-server/server.
Microsoft Azure. (n.d.). How to deploy a model with Triton.
NVIDIA Developer Blog. (2021). One-Click Deployment of Triton Inference Server to Simplify AI Inference on Google Kubernetes Engine (GKE).
NVIDIA Developer Blog. (n.d.). Deploying AI Deep Learning Models with Triton Inference Server.
TrueFoundry. (n.d.). Scaling Machine Learning at Cookpad.
SemiEngineering. (n.d.). Key Challenges In Scaling AI Clusters.
Moomoo. (n.d.). NVIDIA accelerates TSMC's transition to CoWoS-L.
Juniper Networks. (2023). Chiplets - The Inevitable Transition.
wandb.ai. (2025). NVIDIA Blackwell GPU architecture: Unleashing next-gen AI performance.
SemiAnalysis. (2024). The Memory Wall: Past, Present, and Future of DRAM.
The Next Platform. (2025). AMD Plots Interception Course With Nvidia GPU And System Roadmaps.
NexGen Cloud. (n.d.). NVIDIA Blackwell GPUs: Architecture, Features, Specs.
NVIDIA Developer Blog. (2025). Inside NVIDIA Blackwell Ultra: The Chip Powering the AI Factory Era.
Chowdhury, T. D. (2025). The Role of Graph Compilers in Modern HPC Systems.
Roni, N., et al. (2018). Glow: Graph Lowering Compiler Techniques for Neural Networks. Arxiv.
The Software Frontier. (2025). Making AI Compute Accessible to All, Part 6: What Went Wrong With AI compilers?.
PatentPC. (2025). The AI Chip Market Explosion: Key Stats on Nvidia, AMD, and Intel's AI Dominance.
UncoverAlpha. (2025). AI compute: Nvidia's Grip and AMD's Chance.
Northflank. (2025). 12 Best GPU cloud providers for AI/ML in 2025.
AIMultiple. (2025). Top 20 AI Chip Makers: NVIDIA & Its Competitors in 2025.
NVIDIA. (n.d.). NVIDIA: World Leader in Artificial Intelligence Computing.
Ranjan, M. (2025). On the Pruning and Knowledge Distillation in Large Language Models. Medium.
Seongyun-dev. (2024). HBM과 GDDR의 구조적 차이, TSV 기술의 역할, 그리고 메모리 대역폭이 AI 연산에 미치는 영향에 대한 상세 분석.
Amazon Web Services. (n.d.). GPU와 CPU의 역할 분담과 차이점을 설명하는 비유 및 딥러닝에서의 활용 사례.
Comsys-pim. (2022). GPU의 SIMT 작동 원리와 스레드, 워프, 스트리밍 멀티프로세서(SM)의 관계에 대한 기술적 설명.
Seongyun-dev. (2024). HBM과 GDDR의 구조적 차이, TSV 기술의 역할, 그리고 메모리 대역폭이 AI 연산에 미치는 영향에 대한 상세 분석.
AMD. (2025). AMD ROCm 플랫폼의 HIP API가 CUDA 코드를 어떻게 변환하고 실행하는지, 그리고 CUDA와 비교했을 때 ROCm 생태계의 장점과 현재의 한계점.
Pure Storage. (2025). 모델 병렬화(Model Parallelism)의 개념과 장점, 그리고 GPT-3, Megatron-LM과 같은 실제 거대 언어 모델(LLM) 학습에 어떻게 적용되었는지 구체적인 사례 분석.
NVIDIA Developer Blog. (2019). INT8 및 INT4 양자화(Quantization)가 추론 성능과 모델 크기, 전력 효율성에 미치는 영향 분석.
AMD. (2025). AMD ROCm 플랫폼의 HIP API가 CUDA 코드를 어떻게 변환하고 실행하는지, 그리고 CUDA와 비교했을 때 ROCm 생태계의 장점과 현재의 한계점.
Velvetech. (2025). FPGA가 초단타매매(HFT)와 같은 초저지연 워크로드에서 사용되는 이유.
Amazon Web Services. (2025). 지연 시간(Latency)과 처리량(Throughput)의 정의와 차이점, 그리고 상호 영향.
Google Cloud Blog. (n.d.). TPU의 핵심 아키텍처인 '시스톨릭 어레이(Systolic Array)'의 작동 원리.
Wikipedia. (2024). AMD의 데이터센터용 Instinct GPU(CDNA 아키텍처)와 게이밍용 Radeon GPU(RDNA 아키텍처)의 주요 제품 라인업과 기술적 차이점 비교 분석.
Dettmers, T. (2023). 딥러닝 GPU 선택 시 VRAM 용량, 메모리 대역폭, 텐서 코어, FP16/BF16 성능이 중요한 이유.
Lenovo Press. (2025). 8-GPU 서버(NVIDIA H100 기준) 5년간 운영 시 온프레미스 TCO와 AWS 클라우드 비용 비교 분석.
Absolute. (n.d.). 클라우드 GPU와 온프레미스 GPU의 장단점 비교 분석.
NVIDIA. (2025). 최신 MLPerf Training v5.0 및 Inference v4.1 벤치마크 결과 분석.
NVIDIA Developer. (2023). GPU 성능 분석에서 '연산 강도(Arithmetic Intensity)'의 개념.
AIME. (n.d.). 딥러닝 벤치마크에서 배치 크기, 정밀도, 컴파일 모드가 학습 속도에 미치는 영향.
AMD. (2020). AMD의 CDNA 아키텍처가 HPC 및 AI 워크로드를 위해 어떻게 최적화되었는지 기술적 분석.
NAVER Cloud. (n.d.). 네이버 HyperCLOVA X 학습 및 추론 인프라와 AI 반도체 연구 방향.
NVIDIA Developer Blog. (2021). NVIDIA Triton Inference Server를 Google Kubernetes Engine(GKE)에 배포하는 MLOps 워크플로우.
KAIST. (2024). KAIST 개발 StellaTrain 기술의 분산 학습 가속 방법론.
KAIST. (2024). KAIST 개발 FlexGNN 시스템의 대규모 GNN 학습 원리.
Moomoo. (n.d.). 차세대 GPU 패키징 기술 CoWoS-L의 구조와 장점.
Ranjan, M. (2025). 딥러닝 모델 경량화 기술인 프루닝과 지식 증류의 원리 및 동향.
Chowdhury, T. D. (2025). 딥러닝 및 HPC 분야에서 그래프 컴파일러의 역할과 중요성.
‘루빈’을 하나처럼 통합 설계한 차세대 시스템이다. 아키텍처는 극한의 공동 설계(co-design)를 통해 6개의 칩이 6세대 NV링크를 통해 최대 72개의 GPU가 단일 컴퓨팅 유닛처럼 작동한다.
특히 실리콘 포토닉스 기술이 적용된 스펙트럼-X 이더넷
이더넷
목차
1. 개념 정의
2. 역사 및 발전 과정
3. 핵심 기술 및 원리
3.1. CSMA/CD 방식
3.2. 이더넷 프레임 구조 및 동작 절차
3.3. 물리 계층 구성 요소
3.4. 이더넷의 주요 특징 (장점 및 단점)
4. 주요 활용 사례 및 응용 분야
5. 현재 동향 및 경쟁 규격
6. 미래 전망
1. 개념 정의
이더넷은 근거리 통신망(LAN, Local Area Network)에서 가장 널리 사용되는 유선 네트워크 기술 표준이다. 이는 통신 케이블의 배선과 신호, 그리고 데이터 링크 계층의 패킷에 대한 IEEE 802.3 규격 프로토콜로 정의된다. 이더넷이라는 이름은 과거 빛의 전달 물질로 여겨졌던 가상의 물질 '에테르(ether)'에서 유래하였는데, 이는 초기 이더넷이 모든 장치가 공유하는 단일 전송 매체를 통해 데이터를 전파하는 개념을 반영한다.
네트워크 통신에서 이더넷은 장치들이 서로 데이터를 통신하고 공유하는 표준화된 방법을 제공한다. OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델에서 이더넷은 주로 물리 계층(Layer 1)과 데이터 링크 계층(Layer 2)에서 그 구성 형식이 정의된다. 물리 계층에서는 케이블의 종류, 커넥터, 전기 신호 방식 등을 규정하고, 데이터 링크 계층에서는 MAC(Media Access Control) 주소를 이용한 장치 식별 및 데이터 프레임의 구조를 정의하여 데이터 전송을 관리한다.
일반적으로 우리가 사용하는 '인터넷'은 IP(Internet Protocol) 기반의 네트워크 환경(OSI 모델의 3계층 이상)을 의미하며, 이더넷은 이러한 IP 패킷을 전달할 수 있는 물리적인 통신 수단 중 하나이다. 즉, 이더넷은 로컬 네트워크를 구축하기 위한 기반 기술 역할을 하며, 인터넷은 이더넷과 같은 하위 기술을 활용하여 전 세계적인 연결 및 서비스를 제공하는 더 넓은 개념이다. 스마트폰과 같이 물리적인 이더넷 단자가 없는 장치는 Wi-Fi나 셀룰러 통신을 통해 인터넷에 접속하지만, 이더넷 어댑터를 연결하면 유선 이더넷 통신도 가능하다.
2. 역사 및 발전 과정
이더넷의 역사는 1970년대 초반으로 거슬러 올라간다. 1973년과 1974년 사이에 미국의 제록스 팔로알토 연구소(PARC, Palo Alto Research Center)에서 로버트 메칼프(Robert Metcalfe)와 데이비드 보그스(David Boggs)에 의해 처음 개발되었다. 당시 메칼프는 박사 논문 연구를 통해 알로하넷(ALOHAnet)에서 영감을 받아 이더넷 아이디어를 구상했으며, 1973년 5월 22일 작성된 메모에서 '에테르'의 이름을 딴 이더넷 개념을 처음으로 제시했다. 초기 이더넷은 레이저 프린터를 지원하고 수백 대의 컴퓨터를 연결하기 위해 설계되었으며, 두꺼운 동축 케이블을 사용하여 3Mbps의 속도로 작동했다.
1976년, 메칼프와 보그스는 이더넷에 대한 개념을 담은 논문 <Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks>를 발표하며 기술의 기반을 다졌다. 이후 메칼프는 개인용 컴퓨터와 LAN의 확산을 위해 1979년 제록스를 떠나 3Com이라는 회사를 설립했다. 그는 DEC(Digital Equipment Corporation), 인텔(Intel), 제록스(Xerox)와 협력하여 1980년 9월 30일 '이더넷 표준(DIX)' 버전 1.0을 정립하는 데 성공했다.
이후 이더넷은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 프로젝트를 통해 표준화 과정을 거쳤다. 1983년, 이더넷은 IEEE 802.3 표준으로 공식 채택되며 전 세계적인 네트워크 표준으로 자리매김했다. 초기 이더넷은 10Mbps의 전송 속도를 기준으로 설계되었으나, 토큰 링(Token Ring), FDDI(Fiber Distributed Data Interface) 등 다른 경쟁 기술들과의 경쟁 속에서 지속적으로 발전했다.
주요 발전 이정표는 다음과 같다:
**10BASE-T (1990년대 초)**: 동축 케이블 대신 트위스티드 페어(Twisted Pair) 케이블과 RJ-45 단자를 사용하는 형태로 변화하며 설치 편의성을 크게 높였다.
**고속 이더넷 (Fast Ethernet, 100BASE-TX, 1995년)**: 100Mbps 속도를 제공하며 네트워크 성능을 한 단계 끌어올렸다.
**기가비트 이더넷 (Gigabit Ethernet, 1000BASE-T, 1999년)**: 1Gbps(1000Mbps) 속도를 지원하며 대용량 데이터 전송의 시대를 열었다.
**10기가비트 이더넷 (10 Gigabit Ethernet, 2002년)**: 10Gbps 속도를 제공하며 데이터 센터 및 백본 네트워크의 핵심 기술로 부상했다.
**40G 및 100G 이더넷 (2010년)**: IEEE 802.3ba 표준으로 40Gbps 및 100Gbps 이더넷이 표준화되었으며, 이때부터 광케이블이 기본 전송 매체로 활용되기 시작했다.
**2.5G 및 5G 이더넷 (2016년)**: IEEE 802.3bz 표준으로 기존 Cat5e 및 Cat6 케이블을 활용하여 2.5Gbps 및 5Gbps 속도를 제공, 10G 이더넷으로의 전환 부담을 줄이는 중간 단계 역할을 했다.
이처럼 이더넷은 끊임없는 기술 혁신을 통해 속도, 안정성, 확장성을 향상시키며 오늘날 대부분의 유선 네트워크 환경에서 지배적인 표준으로 자리 잡았다.
3. 핵심 기술 및 원리
이더넷은 데이터를 효율적이고 안정적으로 전송하기 위해 여러 핵심 기술과 원리를 사용한다. 이 섹션에서는 이더넷의 주요 기술적 요소들을 상세히 설명한다.
3.1. CSMA/CD 방식
초기 이더넷은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지)라는 매체 접근 제어(MAC) 방식을 사용하여 여러 장치가 하나의 공유 전송 매체에 접근하는 것을 관리했다. 이 방식은 버스형 또는 트리형 LAN 구성에서 데이터 충돌을 감지하고 처리하기 위해 고안되었다.
CSMA/CD의 동작 절차는 다음과 같다:
**반송파 감지 (Carrier Sense)**: 데이터를 전송하려는 장치는 먼저 네트워크 회선이 현재 사용 중인지(즉, 다른 신호, 즉 반송파가 흐르고 있는지) 감지한다. 회선이 사용 중이면 잠시 기다린 후 다시 감지한다.
**다중 접속 (Multiple Access)**: 회선이 사용 중이지 않다고 판단되면, 여러 장치가 동시에 데이터를 전송할 수 있는 기회를 가진다. 이것이 '다중 접속'이다.
**충돌 탐지 (Collision Detection)**: 장치가 데이터를 전송하는 동안에도 지속적으로 회선의 신호를 감지하여 다른 장치와 동시에 데이터를 전송하여 발생하는 '충돌(Collision)' 여부를 확인한다. 충돌은 비정상적인 신호 증폭으로 감지될 수 있다.
**충돌 처리 (Collision Handling)**: 충돌이 감지되면, 데이터를 전송하던 장치는 즉시 전송을 중단하고 '잼 신호(Jam Signal)'를 발생시켜 다른 모든 장치에게 충돌 발생 사실을 알린다.
**백오프 알고리즘 (Backoff Algorithm)**: 충돌을 인지한 장치들은 임의의 시간 동안 대기(백오프)한 후, 다시 1단계(반송파 감지)부터 전송을 시도한다. 이 임의의 대기 시간은 충돌이 반복될수록 길어져 네트워크 혼잡을 줄이도록 설계되었다.
CSMA/CD는 과거 버스 토폴로지(Bus Topology)와 같이 공유 매체를 사용하는 환경에서 필수적인 기술이었으나, 오늘날 스위칭 허브(Switching Hub) 또는 L2 스위치(Layer 2 Switch)가 보편화되면서 네트워크 형태가 스타형(Star Topology)으로 바뀌고 각 포트가 독립적인 전송 경로를 가지게 되어 충돌 발생 가능성이 현저히 줄어들었다. 그러나 과거와의 호환성 문제로 CSMA/CD는 여전히 이더넷 표준에 포함되어 있다.
3.2. 이더넷 프레임 구조 및 동작 절차
이더넷에서 데이터는 '이더넷 프레임(Ethernet Frame)'이라는 표준화된 형식으로 캡슐화되어 전송된다. 이더넷 프레임은 데이터 링크 계층(Layer 2)의 프로토콜 데이터 단위(PDU)이며, 송수신 장치 간 데이터를 전달하기 위한 구조를 갖는다.
일반적인 이더넷 II 프레임(가장 널리 사용되는 유형)의 구조는 다음과 같다:
**프리앰블 (Preamble, 7바이트)**: '1'과 '0'이 반복되는 비트 패턴(10101010)으로, 수신 시스템이 프레임 도착을 감지하고 비트 동기를 맞출 수 있도록 돕는다. 물리 계층에서 추가되며, MAC 프레임에는 포함되지 않는다.
**프레임 시작 구분자 (SFD, Start of Frame Delimiter, 1바이트)**: '10101011' 값으로, 프리앰블 직후에 따라와 프레임의 시작을 알린다. 이 역시 물리 계층 헤더에 속한다.
**목적지 MAC 주소 (Destination MAC Address, 6바이트)**: 데이터를 수신할 네트워크 장치의 고유한 48비트 MAC(Media Access Control) 주소이다.
**출발지 MAC 주소 (Source MAC Address, 6바이트)**: 데이터를 보낸 네트워크 장치의 고유한 48비트 MAC 주소이다.
**타입/길이 필드 (Type/Length Field, 2바이트)**: 프레임의 데이터 필드에 담긴 상위 계층 프로토콜의 종류(EtherType)를 명시하거나(예: IPv4는 0x0800, ARP는 0x0806), 데이터 필드의 길이를 나타낸다.
**데이터 필드 (Data Field / Payload, 46~1500바이트)**: 상위 계층에서 전달된 실제 데이터(예: IP 패킷)를 포함한다. 데이터의 최소 크기는 46바이트이며, 이보다 작을 경우 '패딩(Padding)'이라는 빈 데이터가 채워져 최소 크기를 맞춘다. 최대 크기는 1500바이트로, 이를 MTU(Maximum Transmission Unit)라고 한다. 기가비트 이더넷에서는 9000바이트까지 확장된 '점보 프레임(Jumbo Frame)'을 사용하기도 한다.
**프레임 검사 시퀀스 (FCS, Frame Check Sequence, 4바이트)**: CRC(Cyclic Redundancy Check) 값을 포함하여 프레임 전송 중 발생한 오류를 검출한다. 수신 측에서는 이 값을 재계산하여 오류 여부를 확인하고, 오류가 있으면 해당 프레임을 폐기한다.
이더넷의 데이터 송수신 동작 절차는 다음과 같다:
**데이터 캡슐화**: 상위 계층(예: 네트워크 계층)에서 내려온 데이터를 이더넷 프레임의 데이터 필드에 넣고, 목적지/출발지 MAC 주소, 타입/길이 필드, FCS 등을 추가하여 이더넷 프레임을 구성한다.
**물리 계층 전송**: 구성된 이더넷 프레임은 물리 계층으로 전달되어 프리앰블과 SFD가 추가된 후, 전기 신호(또는 광 신호)로 변환되어 이더넷 케이블을 통해 전송된다.
**수신 및 역캡슐화**: 수신 측 장치는 케이블을 통해 전송된 전기 신호를 이더넷 프레임으로 재구성하고, FCS를 검사하여 데이터 오류 여부를 확인한다. 오류가 없으면 프리앰블, SFD, MAC 주소, FCS 등의 이더넷 헤더/트레일러를 제거하고 실제 데이터를 상위 계층으로 전달한다.
3.3. 물리 계층 구성 요소
이더넷 네트워크는 다양한 물리적 구성 요소를 통해 데이터를 전송한다. 주요 구성 요소는 다음과 같다:
이더넷 케이블의 종류와 특성
이더넷 케이블은 데이터 전송 매체로, 속도와 환경에 따라 다양한 종류가 사용된다.
**트위스티드 페어(Twisted Pair) 케이블**: 가장 흔히 사용되는 이더넷 케이블로, 구리선 쌍을 꼬아 만들어 전자기 간섭(EMI)을 줄인다. RJ-45 커넥터와 함께 사용된다. 차폐 여부에 따라 UTP(Unshielded Twisted Pair), FTP(Foiled Twisted Pair), STP(Shielded Twisted Pair), S/FTP 등으로 나뉜다.
**Cat5e (Category 5e)**: 최대 1Gbps 속도를 지원하며, 100미터 거리까지 전송 가능하다. 이전 Cat5 케이블의 개선된 버전으로, 누화(Crosstalk) 및 전자기 간섭 감소 특성이 향상되었다.
**Cat6 (Category 6)**: Cat5e보다 더 빠른 1Gbps 속도를 지원하며, 최대 250MHz의 대역폭을 제공한다. 55미터 이내에서는 10Gbps도 지원 가능하다.
**Cat6a (Category 6a)**: Cat6의 개선된 버전으로, 500MHz의 대역폭에서 10Gbps 속도를 100미터까지 지원한다.
**Cat7 (Category 7)**: 최대 600MHz의 주파수와 10미터 거리에서 최대 100Gbps 속도를 지원하며, 각 전선 쌍에 개별 차폐 기능이 있어 누화 및 간섭을 크게 줄인다.
**Cat8 (Category 8)**: 가장 빠른 이더넷 케이블 중 하나로, 최대 2GHz 주파수에서 25Gbps 또는 40Gbps 속도를 지원하며 데이터 센터와 같은 초고속 환경에 적합하다.
**광섬유 케이블 (Fiber Optic Cable)**: 유리 또는 플라스틱 섬유를 통해 빛 신호를 전송하며, 장거리 고속 전송에 유리하고 전자기 간섭에 강하다. 주로 데이터 센터, 백본 네트워크, 장거리 연결에 사용된다.
**동축 케이블 (Coaxial Cable)**: 초기 이더넷에서 사용되었던 케이블로, 현재는 주로 케이블 TV 등에 사용된다.
주요 네트워크 장비의 역할과 기능
이더넷 네트워크를 구성하는 주요 장비들은 다음과 같다:
**네트워크 인터페이스 카드 (NIC, Network Interface Card)**: 컴퓨터나 서버가 이더넷 네트워크에 연결될 수 있도록 하는 하드웨어 장치이다. 흔히 '랜 카드'라고 불리며, 각 NIC에는 고유한 MAC 주소가 부여되어 장치를 식별한다. NIC는 데이터를 전기 신호로 변환하고, 반대로 전기 신호를 데이터로 변환하는 역할을 수행한다.
**허브 (Hub)**: 여러 이더넷 장치를 연결하는 가장 기본적인 장비이다. 허브는 한 포트로 들어온 데이터를 다른 모든 포트로 단순히 재전송하는 '브로드캐스트(Broadcast)' 방식을 사용한다. 이로 인해 불필요한 트래픽이 발생하고, 여러 장치가 동시에 데이터를 전송할 경우 충돌이 자주 발생하여 네트워크 성능이 저하될 수 있다.
**스위치 (Switch)**: 허브의 단점을 개선한 장비로, '스위칭 허브' 또는 'L2 스위치'라고도 불린다. 스위치는 연결된 장치들의 MAC 주소를 학습하여 'MAC 주소 테이블'을 만들고, 목적지 MAC 주소를 보고 해당 포트로만 데이터를 전송한다. 이를 통해 불필요한 트래픽을 줄이고 충돌 도메인(Collision Domain)을 분리하여 네트워크 효율성과 성능을 크게 향상시킨다. 오늘날 대부분의 유선 LAN 환경에서 핵심적인 연결 장비로 사용된다.
**리피터 (Repeater)**: 감쇠된 네트워크 신호를 증폭하여 전송 거리를 연장하는 장치이다.
3.4. 이더넷의 주요 특징 (장점 및 단점)
이더넷은 광범위하게 사용되는 만큼 다양한 장점과 일부 한계점을 가지고 있다.
장점
**높은 신뢰성 및 안정성**: 유선 연결을 기반으로 하므로 무선 네트워크에 비해 전자기 간섭이나 신호 손실의 영향을 덜 받아 안정적인 데이터 전송이 가능하다.
**빠른 속도 및 확장성**: 10Mbps에서 시작하여 현재는 100Gbps, 심지어 400Gbps 이상까지 다양한 속도를 지원하며, 필요에 따라 네트워크 대역폭을 쉽게 확장할 수 있다.
**낮은 지연 시간 (Low Latency)**: 유선 연결은 무선 연결에 비해 데이터 전송 시 지연 시간이 짧아, 온라인 게임, 실시간 스트리밍, 화상 회의 등 실시간성이 중요한 애플리케이션에 유리하다.
**경제성**: 초기 설치 비용이 상대적으로 저렴하고, 널리 보급되어 있어 장비 및 케이블 구매가 용이하며 유지보수 비용도 효율적이다.
**보안성**: 물리적인 연결을 통해 데이터를 전송하므로, 적절한 네트워크 보안 설정을 갖출 경우 무선 네트워크보다 외부 침입에 대한 보안 취약점이 적다.
**널리 채택된 표준**: IEEE 802.3 표준으로 전 세계적으로 널리 사용되므로, 다양한 제조사의 장비 간 호환성이 뛰어나다.
단점
**물리적 제약 및 이식성 부족**: 케이블을 통해 연결되므로 장치의 이동성이 제한되며, 케이블 설치 과정이 복잡하거나 물리적인 공간 제약이 있을 수 있다.
**케이블 손상 및 거리 제한**: 이더넷 케이블은 물리적으로 손상될 수 있으며, 전송 거리에 제한이 있어 장거리 전송 시 성능이 저하되거나 리피터, 광 컨버터 등의 추가 장비가 필요하다.
**초기 CSMA/CD 방식의 충돌 문제**: 과거 허브 기반의 네트워크에서는 여러 장치가 동시에 데이터를 전송할 때 충돌이 발생하여 네트워크 효율이 저하될 수 있었다. 현재는 스위치 사용으로 이 문제가 대부분 해결되었으나, 여전히 이론적인 한계로 존재한다.
**설치 및 유지 관리 비용**: 대규모 네트워크 환경에서는 케이블링 작업 자체가 복잡하고 비용이 많이 들 수 있으며, 케이블 손상 시 진단 및 수리가 무선보다 어려울 수 있다.
4. 주요 활용 사례 및 응용 분야
이더넷은 그 신뢰성과 성능 덕분에 다양한 환경과 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있다.
**가정 및 사무실 네트워크**: 가장 보편적인 활용처로, 개인용 컴퓨터, 노트북, 프린터, NAS(Network Attached Storage), 스마트 TV, 게임 콘솔 등 다양한 장치를 유선으로 연결하여 안정적인 인터넷 접속 및 로컬 네트워크 통신을 제공한다. 특히 고화질 스트리밍, 온라인 게임, 대용량 파일 전송 등 높은 대역폭과 낮은 지연 시간이 요구되는 작업에 필수적이다.
**데이터 센터**: 서버, 스토리지, 네트워크 장비 간의 초고속 데이터 전송을 위해 10기가비트 이더넷, 40기가비트 이더넷, 100기가비트 이더넷 이상의 고속 이더넷이 필수적으로 사용된다. 데이터 센터의 방대한 트래픽을 효율적으로 처리하고 가상화, 클라우드 컴퓨팅 환경을 지원하는 핵심 인프라 역할을 한다.
**산업 자동화 및 제어 시스템**: 공장 자동화, 로봇 제어, 생산 라인 모니터링 등 산업 현장에서는 데이터의 실시간성과 신뢰성이 매우 중요하다. 최근에는 Time-Sensitive Networking(TSN)과 같은 기술이 이더넷에 통합되어, 결정론적(Deterministic) 통신을 가능하게 함으로써 산업용 이더넷의 활용이 확대되고 있다.
**보안 및 감시 시스템**: IP 카메라, 출입 통제 시스템 등 보안 장비는 이더넷 케이블을 통해 데이터와 전력을 동시에 공급받는 PoE(Power over Ethernet) 기술과 결합되어 설치 및 관리가 용이해진다.
**VoIP 전화 및 무선 액세스 포인트**: 사무실 환경에서 VoIP(Voice over IP) 전화기와 무선 액세스 포인트(AP) 역시 이더넷 케이블을 통해 데이터와 전력을 공급받아 별도의 전원 어댑터 없이 설치할 수 있어 배선 간소화 및 유연한 배치가 가능하다.
**의료 및 헬스케어**: 병원 내 의료 기기 간 데이터 통신, 환자 모니터링 시스템, 의료 영상 전송 등에서도 이더넷의 안정성과 속도가 중요한 역할을 한다.
이더넷은 이처럼 다양한 분야에서 핵심적인 유선 통신 인프라로서 기능하며, 각 환경의 특성에 맞춰 끊임없이 진화하고 있다.
5. 현재 동향 및 경쟁 규격
이더넷 기술은 끊임없이 발전하며 새로운 요구사항에 맞춰 진화하고 있다. 현재 이더넷의 주요 동향과 함께 경쟁 또는 보완 관계에 있는 규격들을 살펴본다.
고속 이더넷 기술의 발전
데이터 트래픽의 폭발적인 증가에 따라 이더넷은 지속적으로 속도를 향상시키고 있다. 이미 10기가비트 이더넷(10GbE), 40기가비트 이더넷(40GbE), 100기가비트 이더넷(100GbE)은 데이터 센터 및 기업 백본 네트워크에서 표준으로 자리 잡았다. 최근에는 다음과 같은 기술들이 주목받고 있다:
**2.5G/5G 이더넷 (IEEE 802.3bz)**: 기존에 설치된 Cat5e 및 Cat6 케이블을 그대로 활용하여 2.5Gbps 및 5Gbps의 속도를 제공함으로써, 케이블 교체 없이도 네트워크 속도를 향상시킬 수 있는 경제적인 솔루션을 제공한다. 이는 특히 기업 사무실이나 캠퍼스 환경에서 유용하게 사용된다.
**400G 이더넷 및 그 이상**: 데이터 센터의 고밀도 컴퓨팅 및 클라우드 서비스 확장에 발맞춰 400Gbps 이더넷 표준이 상용화되었으며, IEEE 802.3 워킹 그룹에서는 800Gbps 및 1.6Tbps 이더넷 표준 개발을 진행 중이다. 이는 AI 및 머신러닝 데이터 센터와 같은 초고속 네트워크 환경을 위한 필수적인 기술이다.
Power over Ethernet (PoE)
PoE(Power over Ethernet)는 이더넷 케이블을 통해 데이터와 함께 전력을 동시에 전송하는 기술이다. 이는 무선 액세스 포인트, IP 카메라, VoIP 전화 등 전원 콘센트가 없는 곳에 네트워크 장치를 설치할 때 유용하며, 설치 유연성, 비용 절감, 중앙 집중식 전원 관리가 가능하다는 장점이 있다.
PoE 표준은 다음과 같이 발전해왔다:
**IEEE 802.3af (PoE)**: 2003년에 지정되었으며, 포트당 최대 15.4W의 전력을 공급한다.
**IEEE 802.3at (PoE+)**: 2009년에 지정되었으며, 포트당 최대 30W의 전력을 공급하여 더 많은 전력을 요구하는 장치에 적합하다.
**IEEE 802.3bt (PoE++ / 4PPoE)**: 2018년에 지정되었으며, Type 3은 최대 60W, Type 4는 최대 90W의 전력을 공급하여 고성능 장치까지 지원한다.
Time-Sensitive Networking (TSN)
TSN(Time-Sensitive Networking)은 IEEE 802.1 워킹 그룹에서 개발 중인 일련의 표준으로, 이더넷에 정확한 시간 동기화와 지연 제어 기능을 추가하여 실시간 통신을 가능하게 하는 기술이다. 기존 이더넷의 비결정적인 특성을 극복하고, 제조 자동화, 자동차 네트워크, 산업 IoT, 스마트 공장 등 시간 민감형 트래픽 처리가 필요한 환경에서 신뢰성 있는 실시간 성능을 보장한다.
TSN은 IEEE 802.1Qbv(스케줄형 트래픽), 802.1AS(시간 동기화), 802.1Qcr(비동기 트래픽 스케줄링) 등 여러 하위 표준으로 구성되어 있으며, 초저지연, 저지터, 혼잡 손실 최소화를 목표로 한다.
경쟁 규격 및 보완 기술
이더넷은 유선 네트워크 분야에서 압도적인 지배력을 가지고 있지만, 특정 환경에서는 다른 규격들과 경쟁하거나 상호 보완적으로 사용된다.
**Wi-Fi (무선 LAN)**: 이더넷의 가장 큰 보완 기술이자 일부 경쟁 기술이다. Wi-Fi는 무선 연결의 편리성과 이동성을 제공하지만, 일반적으로 이더넷보다 속도, 안정성, 보안성, 지연 시간 측면에서 불리할 수 있다. 그러나 Wi-Fi 6/7과 같은 최신 기술은 고속 성능을 제공하며 모바일 장치 및 스마트 홈 장치에 최적화되어 있다.
**산업용 필드버스 (Fieldbus)**: 과거 산업 자동화 분야에서 널리 사용되던 Modbus, Profibus, DeviceNet 등과 같은 전용 프로토콜들은 이더넷 기반의 산업용 이더넷(예: EtherCAT, Profinet IRT, Ethernet/IP)으로 점차 대체되거나 통합되는 추세이다. 산업용 이더넷은 IT 네트워크와의 통합을 용이하게 하여 스마트 팩토리 환경 구축에 유리하다.
**파이버 채널 (Fibre Channel)**: 주로 스토리지 영역 네트워크(SAN)에서 고성능 스토리지 연결을 위해 사용되지만, 데이터 센터에서는 점차 이더넷 기반의 FCoE(Fibre Channel over Ethernet) 등으로 통합되는 경향을 보인다.
6. 미래 전망
이더넷 기술은 지난 수십 년간 끊임없이 진화하며 유선 네트워크의 표준으로 자리매김했다. 앞으로도 이더넷은 새로운 기술과의 융합을 통해 더욱 중요한 역할을 수행할 것으로 전망된다.
**인공지능(AI) 및 머신러닝**: AI 모델 학습 및 추론에 필요한 방대한 데이터를 처리하기 위해 데이터 센터 내 초고속 이더넷의 수요는 더욱 증가할 것이다. 800Gbps, 1.6Tbps 이상의 고속 이더넷은 AI 컴퓨팅 클러스터 간의 병목 현상을 해소하고 효율적인 데이터 전송을 가능하게 할 것이다.
**사물 인터넷(IoT) 및 엣지 컴퓨팅**: 수많은 IoT 장치들이 네트워크에 연결되면서, 이더넷은 엣지 디바이스와 로컬 네트워크 간의 안정적인 연결을 제공하는 핵심 인프라가 될 것이다. 특히 PoE 기술은 IoT 장치에 전력과 데이터를 동시에 공급하여 설치 편의성을 극대화하고, TSN은 산업용 IoT 환경에서 실시간 데이터 처리를 보장하며 스마트 공장 구현에 기여할 것이다.
**클라우드 컴퓨팅 및 가상화**: 클라우드 서비스의 확장은 데이터 센터 내 서버 가상화 및 네트워크 가상화 기술의 발전을 요구하며, 이더넷은 이러한 가상화 환경에서 유연하고 효율적인 네트워크 자원 할당을 위한 기반 기술로 계속해서 발전할 것이다.
**자율 주행 및 차량 내 네트워크**: 자율 주행 차량은 실시간으로 방대한 센서 데이터를 처리하고 통신해야 한다. TSN 이더넷은 차량 내 네트워크에서 초저지연 및 고신뢰성 통신을 제공하여 자율 주행 시스템의 안전성과 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
**5G 및 차세대 통신 인프라와의 연계**: 5G 기지국 및 차세대 통신 인프라의 백홀(Backhaul) 및 프론트홀(Fronthaul) 네트워크에서 이더넷은 고속 데이터 전송을 위한 핵심 유선 연결 기술로 활용될 것이다.
이더넷은 신뢰성, 속도, 하위 호환성을 유지하면서도 새로운 기술적 요구에 맞춰 끊임없이 진화하는 능력을 보여주었다. 이러한 유연성과 확장성 덕분에 이더넷은 앞으로도 수십 년 동안 유선 네트워크의 기반 기술로서 그 지위를 공고히 할 것으로 전망된다.
참고 문헌
나무위키. 이더넷. (2026년 1월 2일 최종 수정).
Blogger's Blog - 티스토리. 이더넷(Ethernet)이란? (2023년 8월 28일).
Inpa Dev - 티스토리. 이더넷(Ethernet) 이란 무엇인가? (2021년 9월 17일).
개준생의 공부 일지 - 티스토리. Ethernet Frame 이더넷 프레임의 구조. (2022년 9월 8일).
Ethernet Frame (이더넷 프레임). (2012년 4월 20일).
velog. 이더넷② | 이더넷 프레임. (2025년 1월 15일).
브런치. 그림으로 쉽게 보는 이더넷. (2023년 4월 16일).
ben_DS - 티스토리. 이더넷(Ethernet), 인터넷(Internet)과 웹(web)의 차이. (2021년 12월 14일).
Corsair. 이더넷이란 무엇인가요?
나무위키. Power over Ethernet (PoE). (2025년 4월 15일 최종 수정).
ITPE * JackerLab. IEEE 802.3 (이더넷, Ethernet). (2025년 3월 20일).
네트워크 기술 가이드. PoE(Power over Ethernet)란 무엇인가요? (2024년 11월 6일).
위키백과. 이더넷.
위키백과. IEEE 802.3.
위키백과. 이더넷 프레임.
오웬의 개발 이야기. [네트워크] 이더넷(Ethernet). (2020년 12월 14일).
AscentOptics 블로그. 이더넷 케이블에 대해 알아야 할 모든 것. (2024년 6월 6일).
ITPE * JackerLab. TSN(Time-Sensitive Networking). (2025년 3월 27일).
[네트워킹] ethernet 프레임. (2022년 2월 11일).
Focc 기술 Co., 주식 회사. 이더넷 케이블 종류 및 구매 가이드. (2019년 4월 11일).
IEEE Xplore. 802.3-2022 - IEEE Standard for Ethernet. (2022년 7월 29일).
IEEE 802.3 CSMA/CD 동작원리.
수바북 - 티스토리. 이더넷 케이블 종류 및 용도. (2025년 8월 5일).
펭귄교수 - 티스토리. [CS Network] 이더넷 - 이더넷 역사와 작동 원리. (2024년 10월 23일).
데이터넷. 이더넷 케이블링의 역사.
OKKY. 이더넷(Ethernet)의 50년 역사와 발전.
수바북 - 티스토리. LAN 케이블 (이더넷 케이블) 종류. (2023년 2월 19일).
스마트팩토리, 위너스오토메이션 블로그. Ethernet/IP의 장점과 단점 – 산업 자동화에 왜 필요한가요? (2025년 4월 24일).
나무위키. Time-Sensitive Networking. (2025년 12월 26일 최종 수정).
Phoenix Contact. TSN(Time-Sensitive Networking).
KTICC. PoE 기술 (POWER over ETHERNET). (2010년 4월 23일).
지식으로 벽돌쌓기. [IT] 데이터통신 - 이더넷(Ethernet) 이란 무엇인가? (IEEE 802.3 Standard). (2021년 7월 26일).
랜케이블 아무거나? 다양한 랜케이블 분류와 구매가이드. (2023년 11월 16일).
알쓸유공 - 티스토리. Time Sensitive Network (TSN). (2019년 6월 29일).
개발자-김민석. [네트워크] 4. 이더넷이란? 통신 방식? 전송 제어? Easy with TMI. (2022년 2월 21일).
빵빵개의 개발일지. 이더넷/IEEE 802.3. (2020년 2월 18일).
Noyafa. PoE(Power over Ethernet)란 무엇이며 어떻게 작동합니까? (2025년 12월 18일).
Wikipedia. Time-Sensitive Networking.
FiberMall. Power Over Ethernet 스위치에 대한 완벽한 가이드: 알아야 할 모든 것. (2024년 12월 24일).
나무위키. CSMA/CD. (최종 수정일 미확인).
Corsair. 이더넷 대 Wi-Fi: 장단점.
SINSMART. LAN 대 이더넷 포트: 차이점은 무엇인가? (2024년 10월 16일).
AscentOptics. 이더넷 카드 선택 및 사용에 대한 최종 가이드. (2024년 7월 9일).
velog. CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access / Collision Detection). (2020년 7월 11일).
테오의 학습기록 - 티스토리. CSMA/CD, CSMA/CA. (2024년 3월 26일).
Grace - 티스토리. [network] Linked Layer, CSMA / CD 프로토콜의 개념과 동작원리. (2022년 11월 25일).
스위치를 도입하여 데이터 전송 효율을 극대화하였다. 또한 수냉식 냉각 시스템과 전력 평활화 기능을 통해 에너지 효율을 높였다. 전력이 두 배, 에너지 사용량이 두 배 높음에도 불구하고 들어가는 냉각수는 여전히 섭씨 45도이다. 이를 통해 전 세계 데이터 센터 전력의 약 6%를 절약할 수 있다. 또한 시스템 전체를 전 과정 암호화를 지원하는 기밀 컴퓨팅 보안 역량까지 확보했다.
DGX Cloud
엔비디아는 몇년 전부터 직접 DGX Cloud라 불리는 AI 슈퍼컴퓨터를 구축하고 운영히고 있다. DGX Cloud를 통해 자체적인 오픈 모델을 개발하고, 다양한 도메인에서 최첨단 AI 모델 작업을 수행하고 있는 것이다.
특히 ‘디지털 생물학’ 분야에서 단백질 구조를 이해하는 OpenFold 3와 세포 표현형 AI의 기초가 되는 EVO 2 등을 통해 물리 법칙을 이해하는 AI를 구축하고 있다. 또한 기상 예측 혁신을 위한 ForecastNet, 지능형 답변에 특화된 Nemotron-3 등 언어 및 추론 모델 개발에도 박차를 가하고 있다. 이는 엔비디아가 하드웨어를 넘어 소프트웨어와 과학적 연구 영역까지 확장하고 있음을 시사한다. 또한 세계가 어떻게 작동하는지 이해하는 오픈 월드 파운데이션 모델 Cosmos, 그리고 인간형 로봇의 관절 구동, 이동성 등을 다루는 GR00T 기술을 통합하고 있다.
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