AI 연산에서 가장 중요한 요소는 방대한 데이터를 얼마나 빠르게, 또 얼마나 적은 전력으로 처리할 수 있느냐입니다.
지금까지는 GPU나 NPU 등 전자 기반의 칩이 이 역할을 도맡아 왔는데요, 최근 공개된 **‘광(光) 기반 AI 칩’**은 기존 전자 칩의 한계를 넘어서려는 새로운 시도로 주목받고 있습니다.
이 칩은 전자 대신 **광자(photon)**를 활용해 데이터를 처리하는 방식입니다. 특히 이미지 인식과 같은 고속·고효율 연산에서 뛰어난 성능을 보이는 것으로 알려졌습니다.
보도에 따르면, 이 신형 칩은 기존 전자 칩과 비슷한 성능을 유지하면서도 전력 소모와 발열을 획기적으로 줄이는 데 성공했다고 합니다.
그동안 대규모 AI 연산에서 GPU 사용이 필수적이었는데, 이제는 새로운 선택지가 등장한 셈입니다.
생활과 업무에 어떤 변화가 있을까요?
일상
앞으로 스마트폰이나 웨어러블 기기에 이 칩이 적용된다면, 발열이 적고 배터리도 오래 가는 AI 디바이스를 기대해볼 수 있습니다.
업무
데이터센터 입장에서는 냉각 비용을 줄이고, 동일한 전력으로 더 많은 AI 연산을 처리할 수 있게 됩니다. 이는 운영비 절감은 물론, 탄소 배출 감소까지 이뤄낼 수 있는 이점이 됩니다.
정책·산업
국가 차원의 친환경 인프라 정책과도 맞물려, 광 기반 칩은 지속가능한 데이터센터를 실현할 수 있는 핵심 기술로 떠오를 가능성이 큽니다.
쉽게 알아보는 IT 용어
광자 (Photon)
빛을 구성하는 최소 단위의 입자입니다. 전자 대신 광자를 이용하면 신호 손실과 발열이 줄어들고, 전송 속도는 빛의 속도에 가까워집니다. 비유하자면, 혼잡한 도로 대신 초고속 철도를 이용하는 것과 비슷하다고 보시면 됩니다.
광 기반 프로세서
전류 대신 빛을 활용해 연산을 수행하는 칩입니다. 예전에도 연구가 있었지만, 집적도나 범용성 문제로 상용화에는 어려움이 있었습니다. 이번에 공개된 칩은 범용 AI 연산을 지원하면서도 기존의 한계를 넘어섰다는 점에서 큰 차별점을 보입니다.
핵심 포인트 정리
[1] 기존 광기반 프로세서와의 차이점
- 과거 칩은 행렬 곱셈이나 신호 처리 등 일부 연산에만 특화되어 있었습니다.
- 이번 칩은 범용 AI 연산을 지원하며, 전통적인 전자 칩과의 호환성도 고려해 설계됐습니다.
[2] 장점
- 저전력·저발열: 냉각장치 필요성을 줄여줍니다.
- 초고속 데이터 전송: 광자는 전자보다 빠른 신호 전달이 가능합니다.
- 친환경성: 에너지 효율이 높아 탄소 배출 감소에 기여합니다.
[3] 단점
- 제조가 어렵습니다. 나노광학과 반도체 공정을 융합해야 하기에 기술적 난이도가 높습니다.
- 크기 문제: 광 회로는 전자 회로보다 부피가 커지기 쉽습니다.
- 소프트웨어 최적화 부족: 기존 AI 프레임워크와의 완벽한 호환이 어렵습니다.
[4] 향후 발전 가능성
- 하이브리드 구조: 초기에는 일부 연산만 광 기반으로 처리하고, 전자+광자 혼합 방식으로 진화할 전망입니다.
- 데이터센터 중심 상용화: 발열·전력 효율 면에서 서버에 우선 도입될 가능성이 높습니다.
- 모바일 기기 확산: 소형화 기술이 성숙되면 스마트폰, AR 글래스, 웨어러블 등으로도 확장될 수 있습니다.
[5] 휴대성 측면
아직은 데이터센터나 고정형 장치에 더 적합하지만, 광 회로 소형화가 계속 연구 중이므로 장기적으로는 스마트 기기에도 적용될 수 있을 것으로 보입니다.
Mini Q&A
Q1. 이 칩이 전자 칩을 완전히 대체할 수 있을까요?
→ 당장은 어렵습니다. 다만, 특정 AI 연산이나 데이터센터에서는 GPU를 보완하거나 부분적으로 대체할 수 있습니다.
Q2. 스마트폰에도 들어갈 수 있나요?
→ 소형화가 관건입니다. 가능성은 있지만, 초기에는 데이터센터 중심으로 적용될 전망입니다.
Q3. 가장 큰 장점은 무엇인가요?
→ 에너지 절감과 발열 최소화입니다. 이는 곧 운영비 절감과 친환경적 효과로 이어집니다.
Q4. 기업 입장에서 어떤 의미가 있나요?
→ GPU 의존도를 줄이고, 전력 비용 등 전체적인 비용 구조를 개선할 수 있는 기회가 됩니다.
Q5. 글로벌 경쟁 상황은 어떤가요?
→ 미국, 중국, 유럽 모두 관련 연구에 적극적입니다. 이번 연구 성과는 상용화를 한 발 더 앞당겼다는 점에서 의미가 큽니다.
마무리하며
광 기반 AI 칩은 기존 전자 칩이 가진 물리적 한계를 넘어서는 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 저전력, 고속, 친환경이라는 3박자를 갖춘 만큼, 특히 데이터센터와 AI 서버 분야에서 빠른 상용화가 기대됩니다. 아직 소형화와 소프트웨어 호환성 등 해결해야 할 과제가 남아 있긴 하지만, 장기적으로는 모바일 디바이스에서도 중요한 역할을 하게 될 가능성이 높습니다. AI 연산의 미래는 ‘속도’가 아닌 ‘에너지 효율’과 ‘지속 가능성’으로 옮겨가고 있는 듯합니다.
3분 정리
- 새 광 기반 AI 칩: 전자 대신 광자로 연산
- 기존 성능 유지, 전력·발열 크게 절감
- 기존 광칩 대비 범용성·호환성 강화
- 장점: 에너지 절감, 친환경성 / 단점: 제조 난이도·소형화 문제
- 단기 = 데이터센터, 장기 = 스마트폰·웨어러블 적용 가능성
출처:
- SciTechDaily – New Light-Based Chip Supercharges AI Efficiency (확인일 2025-09-17)