K-팹리스도 AI반도체에 HBM 장착…엔비디아에 도전장 내민다

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HBM 탑재하는 국내 AI반도체 팹리스 스타트업들/그래픽=최헌정

국내 팹리스 스타트업들이 HBM(고대역폭 메모리)을 탑재한 하이엔드급 AI반도체를 잇따라 선보인다. 엔비디아의 AI반도체와 견줄 수 있는 하이엔드급 제품으로 글로벌 데이터센터 시장 공략에 본격 나선다는 계획이다.

25일 관련업계에 따르면 퓨리오사AI는 오는 5월 SK하이닉스의 HBM3를 탑재한 신형 AI반도체 '레니게이드'를 발표할 예정이다. 국내 AI반도체 중 HBM을 탑재한 것은 처음으로 이를 통해 1.5TB/s의 대역폭(bandwidth)과 150W의 소비전력을 자랑한다. 엔비디아의 H100PCle나 구글의 TPUv5e 등 하이엔드급 AI반도체와 유사한 성능과 효율이다.


퓨리오사AI 관계자는 "SK하이닉스 측에서 HBM 공급 부족 상황에도 적극적으로 HBM을 공급해줬다"며 "HBM을 탑재한 신형 레니게이드를 초거대 AI를 구동하는 대형 클라우드 사업자들에게 공급할 것"이라고 말했다.

AI반도체에 탑재되는 HBM은 초거대 AI를 구동하는 데 핵심적인 반도체다. 매개변수가 수천억개에 달하는 LLM(거대언어모델)이나 문자·영상·음성 등 여러 유형의 데이터를 처리하는 멀티모달AI 등을 빠르게 구동하기 위해서는 D램을 수직으로 연결해 데이터 병목현상을 줄이는 HBM이 필수적이다. 엔비디아 역시 하이엔드급 AI반도체에 SK하이닉스 등의 HBM을 공급받아 탑재하고 있다.

반도체 업계 관계자는 "초거대 AI 모델을 빠르고 높은 전력효율로 구동하기 위해서는 최적의 HBM과 이를 제대로 활용할 수 있는 AI반도체 설계 기술이 필요하다"며 "엔비디아의 하이엔드 반도체 성능에 SK하이닉스의 HBM이 역할을 하는 이유"라고 설명했다.


리벨리온도 연내 HBM을 탑재한 신형 반도체 '리벨' 개발을 완료할 예정이다. 삼성전자의 차세대 HBM3E를 탑재하는 제품으로, 삼성전자와 파운드리 생산 뿐 아니라 개발 전과정을 함께한다. 이를 통해 '리벨-쿼드코어'에는 4.8TB/s의 대역폭을 달성한다는 계획이다. 리벨리온 관계자는 "HBM3보다 한 세대 이후의 프리미엄 제품과 이에 맞는 설계로 속도와 용량에서 경쟁사를 압도하는 게 목표"라며 "글로벌 하이엔드급 수준의 성능을 낼 것"이라고 말했다.

사피온 역시 HBM을 탑재한 AI반도체 'X430'을 개발 중이다. HBM 분야 1위 기업인 SK하이닉스가 모기업으로 있는 만큼 최신형 HBM반도체와 설계가 적용될 것으로 전망된다. 사피온은 이르면 내년 X430을 선보일 계획이다.

업계에선 HBM이 탑재된 AI반도체가 양산되면 글로벌 시장에서도 공급 성과를 낼 수 있을 것으로 기대한다. 업계 관계자는 "국내 팹리스들이 개발하는 AI반도체는 기본적으로 엔비디아 반도체보다 높은 전력 효율과 가격 경쟁력을 전제로 설계된다"며 "정도의 차이는 있겠지만 모두 엔비디아 이상의 전력·가격 효율성을 보일 것"이라고 말했다.

엔비디아가 최근 발표한 신형 플래그십 AI반도체 블랙웰(B100·B200)도 당장은 영향을 미치지 않을 것이란 평가다. 전작 호퍼(H100·H200)에 성능은 뛰어나지만 가격 부담 등으로 당분간 수요는 호퍼에 집중될 것이란 분석이다. 업계 관계자는 "현재 개발된 AI모델 수준에서 보면 H100 정도의 반도체에 수요가 가장 몰릴 것"이라며 "국내 팹리스들이 개발한 AI반도체들의 스펙이 수요가 가장 많은 시장을 타깃으로 하는 만큼 본격적인 경쟁이 시작될 것"이라고 말했다.

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