모바일 SoC의 AI 연산, NPU 단독에서 GPU 통합 구조로 전환 가속

요약

모바일 시스템반도체(SoC)의 AI 가속 구조가 신경망처리장치(NPU) 중심에서 병렬 연산에 강한 GPU를 결합하는 형태로 진화하고 있다. 퀄컴은 아드레노 GPU에 '아드레노 매트릭스 코어(AMC)'를 추가했고, Arm은 '모바일용 CSS 2'의 말리 G2-울트라 NX GPU에 신경망 가속기를 통합해 약 10~20 TOPS의 AI 처리 성능을 구현했다. 애플 또한 M5 칩에 이어 차세대 아이폰용 A20 프로의 GPU에 신경망 가속기를 적용해 FP8 연산 성능을 최대 두 배 높였다. 이는 스테이블 디퓨전, LLM 등 복잡하고 대규모 병렬 연산이 필요한 AI 작업이 증가함에 따라 NPU만으로는 대응하기 어려워진 환경을 반영한 결과다. 2나노급 공정 도입으로 트랜지스터 집적도가 높아지면서 GPU 내 AI 연산 기능 강화가 가능해졌으며, 향후 모바일 AI 성능 평가는 기존 NPU 중심에서 GPU의 신경망 처리 능력까지 포괄하는 방향으로 변화할 전망이다.

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