AI 핵심 요약
beta- 구글은 9일 TPU 8i Max와 보안 특화 TPU 8tx를 공개했다
- TPU 8i Max는 HBM 대역폭과 연산 성능을 각각 2배로 높였다
- 삼성전자와 SK하이닉스는 구글 AI칩 공급망 참여 기회를 확대할 전망이다
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AI 에이전트 확산에 메모리 중요성↑…추론용 HBM 시장 확대
삼성, 브로드컴과 반도체 협력…SK, 구글과 HBM 공동 설계 추진
[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 =구글이 고대역폭메모리(HBM) 대역폭과 연산 성능을 각각 2배로 높인 인공지능(AI) 가속기 시스템을 공개하면서 국내 반도체 기업의 새로운 공급 기회가 주목받고 있다. AI 시장이 모델 학습을 넘어 대규모 추론과 AI 에이전트 중심으로 확대되면서 메모리 성능이 AI 반도체의 핵심 경쟁력으로 부상하고 있기 때문이다.
특히 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)에 집중됐던 AI 가속기 시장이 구글 등 빅테크의 자체 반도체로 다변화하면서 삼성전자와 SK하이닉스의 HBM 고객 기반도 확대될 가능성이 커지고 있다.
삼성전자는 구글 TPU 개발 협력사인 브로드컴과 HBM·파운드리·첨단 패키징 분야의 협력을 확대하고 있다. SK하이닉스 역시 구글과 TPU에 최적화한 맞춤형 HBM 공동 설계를 추진하는 등 차세대 AI 가속기 공급망에 참여하기 위한 경쟁을 벌이고 있다.
10일 반도체업계에 따르면 구글은 9일(현지시간) 기존 TPU 8i 칩 두 개를 하나의 패키지로 결합한 'TPU 8i Max'와 보안에 특화된 'TPU 8tx'를 공개했다. 구글의 AI 가속기 제품군은 올해 들어 4종으로 확대됐다.
TPU는 구글이 자체 개발한 AI 전용 반도체다. 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU)처럼 대규모 데이터를 동시에 계산하지만, AI 학습과 추론에 필요한 연산을 효율적으로 처리하도록 설계한 것이 특징이다. 구글의 AI 모델 '제미나이'를 비롯해 클라우드 고객사의 AI 서비스에 활용된다.
◆ AI칩 2개 하나로…HBM 대역폭 2배 확대
이번에 공개한 TPU 8i 맥스는 기존 TPU 8i 칩 2개를 하나의 패키지에 결합한 시스템이다. 구글은 이를 통해 연산 성능과 칩 내부 메모리(SRAM) 용량, HBM 대역폭을 각각 2배로 확대했다고 설명했다.
HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 대량의 데이터를 빠르게 전달하는 고성능 메모리다. AI 반도체의 연산 능력이 아무리 높아도 메모리에서 데이터를 공급하는 속도가 이를 따라가지 못하면 전체 성능이 떨어진다.
특히 여러 AI 에이전트가 동시에 복잡한 소프트웨어를 분석하거나 수 시간 분량의 영상을 처리하는 과정에서 메모리 대역폭이 핵심적인 성능 변수로 작용한다.
구글은 이러한 병목을 해결하기 위해 AI 반도체와 메모리 성능을 함께 높였다. 기존 서버 랙의 공간을 유지하면서 반도체 집적 규모를 2배로 확대해 데이터센터의 공간당·전력당 연산 능력도 개선했다.
앞서 공개한 TPU 8i는 이미 288기가바이트(GB)의 HBM을 탑재했다. AI 학습용 TPU 8t의 216GB보다 많은 용량이다. 이번 신제품은 여기에 메모리 대역폭까지 2배로 확대하면서 대규모 AI 추론 작업에 대응하도록 설계됐다. 다만 신제품의 실제 HBM 탑재 용량은 공개되지 않았다.
함께 공개한 TPU 8tx는 보안에 특화된 제품이다. 기존 TPU 8t와 동일한 반도체에 AMD 중앙처리장치(CPU)를 결합해 민감한 데이터를 처리하는 과정에서도 보호할 수 있도록 했다. 금융기관이나 정부 등 보안 요구가 높은 고객사를 겨냥했다.
◆ 삼성·SK, 구글 AI칩 확대에 공급 기회
구글의 TPU 제품군 확대는 삼성전자와 SK하이닉스에도 새로운 사업 기회가 될 전망이다. AI 반도체 시장이 엔비디아 GPU 중심에서 구글 등 빅테크의 자체 개발 반도체로 다변화하면서 HBM 공급처도 확대될 가능성이 있기 때문이다.
삼성전자는 구글 TPU 개발에 참여하는 미국 브로드컴과 협력을 강화하고 있다. 양사는 지난 7월 HBM과 파운드리, 첨단 패키징 분야에서 전략적 협력을 확대하는 업무협약(MOU)을 체결했다. 2030년까지 예상하는 협력 규모는 2000억 달러 이상이다.
브로드컴은 구글과 차세대 TPU 개발·공급에 관한 장기 계약을 체결한 핵심 협력사다. 삼성전자는 브로드컴과의 협력을 통해 HBM 공급뿐 아니라 첨단 반도체 제조와 패키징 분야에서도 사업 확대를 추진하고 있다.
SK하이닉스 역시 구글과 AI 메모리 협력을 강화하고 있다. 최태원 SK그룹 회장은 지난 2월 순다르 피차이 구글 최고경영자(CEO)를 만나 AI 메모리 장기 공급 방안을 논의했다. SK하이닉스는 TPU 설계 단계부터 HBM을 최적화하는 공동 설계 협력도 추진하고 있다.
구글이 TPU의 외부 공급을 확대하고 있다는 점도 주목된다. 현재 TPU 고객사는 AI 연구기관과 금융회사, 유통업체, 대학 등 약 100곳에 이른다. 구글은 자체 데이터센터뿐 아니라 고객사의 데이터센터에 TPU를 직접 설치하는 방식으로 사업을 넓히고 있다.
메모리 수요 확대는 HBM에만 국한되지 않을 전망이다. 구글은 이번에 HBM과 서버용 D램, 스토리지를 통합 관리하는 'TPU 싱크' 기술도 공개했다. AI 추론 과정에서 데이터를 효율적으로 배치해 메모리 병목을 줄이는 기술로, 서버 메모리 전반의 활용 방식에도 변화를 가져올 것으로 예상된다.
구글은 이번 신제품에 적용되는 HBM의 공급업체와 탑재 용량, 구체적인 양산 일정은 밝히지 않았다. 삼성전자와 SK하이닉스의 실제 공급 확대 규모는 향후 고객사별 발주와 제품 양산 계획에 따라 결정될 전망이다.
syu@newspim.com
