‘인공지능’ 처리하는 AI PC 시대 개막, PC 시장이 움직인다

[IT동아 강형석 기자] 코로나 팬데믹을 기점으로 PC 시장은 때 아닌 활기를 찾았다. 대부분 업무를 비대면으로 전환하면서 PC 수요가 크게 증가했기 때문이다. 한국IDC 자료에 따르면 코로나 팬데믹이 시작된 2020년에는 데스크톱 PC와 노트북 PC 모두 큰 성장을 보였다. 2021년에는 비대면 업무가 더 확대되면서 수요가 더 확대되는 모습을 보이기도 했다.

하지만 2022년 하반기부터는 PC 판매량이 다시 역성장했고 엔데믹을 외치며 조금씩 일상을 찾기 시작한 2023년에는 코로나 팬데믹 이전 판매량 수준으로 돌아서기도 했다. 사람들의 외부 활동이 많아지고 일부 기업은 대면 업무로 전환하기 시작했기 때문이다. 하지만 2024년의 PC 시장은 이 때와 분위기가 사뭇 다르다. IDC의 2024년 1분기 PC 출하량을 살펴보면 2023년 4분기 대비 감소했지만, 전년 동기와 비교해 소폭 상승세를 보였다.

차이는 있지만 대부분 PC 제조사는 전년 동기 대비 출하량이 증가했다. 여러 이유가 있겠지만, 신제품 출시 시기에 따른 효과도 그 중 하나다. 인텔은 지난해 하반기, 새로운 반도체 설계 구조를 적용한 ‘코어 울트라 프로세서’를 출시했다. 코드명 메데오 레이크(Meteor Lake)인 이 프로세서는 중앙처리장치와 그래픽 처리장치를 한 공간에 집적한 모놀리식(Monolithic)이 아닌 각각의 영역을 타일 형태로 나눈 후 조립한 칩렛(Chiplet) 구조로 바꿨다. 중앙처리장치는 인텔 4 공정에서 그래픽 처리장치와 기타 입출력 타일은 TSMC 5nm, 6nm 공정에서 만들어진다. 설계 구조를 바꾸면서 성능과 효율성을 개선한 게 특징이다.

흥미로운 부분은 코어 울트라 프로세서부터 인공지능 데이터 연산이 가능한 신경망 처리장치(NPU)가 탑재됐다는 점이다. ‘인텔 AI 부스트(Intel AI Boost)’로 알려진 신경망 처리장치는 점점 두각을 드러내고 있는 인공지능 시대를 준비하기 위한 인텔의 선택지 중 하나다. 신경망 처리장치를 일찌감치 도입했음에도 정작 윈도우 운영체제 내에서 인식하지 못했던 경쟁사와 달리, 코어 울트라 프로세서는 장치 인식을 지원함으로써 시장에 깊은 인상을 심어준 바 있다. 그만큼 다음 세대를 철저히 준비했음을 보여준 사례다.

현재 전 세계 시장의 시선은 인공지능을 향해 있다. 처음에는 검색 추천 및 일부 제한적인 서비스에 인공지능을 적용했다면 현재는 생성형 인공지능의 등장과 함께 더 적극적인 결과를 내놓고 있다. 원하는 질문에 답을 내놓고 이미지와 영상을 가공ㆍ생성하는 등 많은 일을 해낸다. 그것도 어설프게 마무리하는 게 아니라 제법 높은 완성도를 보여줄 정도다. 이런 대다수 서비스는 네트워크 연결을 통해 이뤄지지만, 한편으로 기기 내에서 어느 정도 결과물을 내놓을 수 있는 ‘온 디바이스(On Device)’ 형태로 전환하기 위한 노력이 진행 중이다. 시스템 자체에서 학습된 자료를 처리하려면 신경망 처리장치 적용은 필수다.

PC 시장 판도 재편, 핵심은 인공지능’도’ 잘 되는 것

변화는 이미 시작됐다. 이미 많은 사용자들이 쓰는 PC용 서비스가 인공지능을 도입했다. 대표적으로 어도비 ‘크리에이티브 클라우드(Creative Cloud)’는 서비스 내 인공지능 기능 적용 범위를 빠르게 늘려가는 중이다. 마이크로소프트는 자사의 생산성 소프트웨어인 마이크로소프트 365와 윈도우 운영체제에 인공지능을 도입했고, 한 발 나아가 ‘코파일럿+ PC’라는 자사 인공지능 서비스용 플랫폼까지 발표한 상태다.

일반 소비자부터 전문가에 이르기까지 많이 쓰이는 소프트웨어 내에 인공지능 기능이 접목되면서 자연스레 이를 잘 쓸 능력을 갖춘 PC 시스템이 주목받을 수밖에 없는 상황이다. 이른바 ‘AI PC’ 시대가 도래한 것이다. 하지만 중요한 게 있다. 인공지능만 잘 되는 PC가 아니라 인공지능도 잘 되는 PC로 시장 전환이 이뤄진다는 점이다.

전통적인 연산 방식의 PC 시장은 그야말로 ‘규모’가 모든 것의 기준이었다. 중앙처리장치(CPU)의 코어가 1개라도 더 많아야 일을 많이 하고 그래픽 처리장치(GPU)도 코어 수가 모든 것을 설명했다. 이 부분은 인공지능 시대가 되어도 아직 유효하다. 신경망 처리장치 자체의 연산 능력이 갖춰져야 결과를 더 빠르게 도출할 수 있기 때문이다. 그렇다고 무턱대고 규모만 늘릴 수 없는 일이다. 여러 장치와 효과적인 협업을 통해 연산 성능을 높이는 게 중요하다.

인공지능 시대가 되어도 전통적인 연산 방식의 소프트웨어는 건재할 것이다. 인공지능도 결국 소프트웨어이므로 기본적인 하드웨어 연산이 뒷받침되어야 쾌적한 구동이 가능하다. 또한 인공지능만 쓰는 것이 아니라 게임과 영상 등 콘텐츠를 소비하려면 이 역시 연산 성능이 필요하다. 결국 AI PC도 근본은 PC이기에 다양한 소프트웨어를 쾌적하게 처리할 능력과 함께 인공지능까지 품는 그야말로 ‘복합연산장치’로 진화하는 형태가 될 것이다.

인공지능 시대, 인텔의 전략은?

반도체 시장은 이미 인공지능 시대를 준비한 상태. 그렇다면 전통적인 PC 시장을 호령하던 인텔의 AI PC 전략은 무엇일까? 지난해 코어 울트라 프로세서로 인공지능 시대를 맞이한 인텔은 올해 하반기를 시작으로 한 단계 업그레이드된 중앙처리장치를 선보일 예정이다. 차세대 코어 울트라 프로세서가 될 코드명 루나 레이크(Lunar Lake)와 차세대 고성능 노트북 및 데스크톱 시스템을 위한 코드명 애로우 레이크(Arrow Lake)가 그것이다.

루나 레이크는 현재 주력 중앙처리장치인 코어 울트라 프로세서(시리즈 1) 대비 인공지능 처리 능력을 3배 가량 높였다. 반도체 설계 구조 혁신과 함께 신경망 처리장치도 단독 48 TOPS(초당 1조 회 정수연산)로 향상된다. 인공지능 연산에 도움이 되는 그래픽 처리장치도 2세대 설계를 적용하면서 67 TOPS 상당의 처리 능력을 갖춘다. 프로세서의 성능까지 더하면 약 120 TOPS 수준의 처리 성능을 제공한다는 계획이다.

신경망 처리장치와 그래픽 처리장치의 인공지능 처리 성능 하나만 놓고 보더라도 마이크로소프트가 코파일럿+ PC의 요구사항인 40 TOPS 이상 연산 능력을 충분히 만족한다. 이는 루나 레이크가 탑재된 노트북이나 태블릿 만으로도 향후 인공지능 시대를 준비할 수 있음을 의미한다. 무엇보다 현재 시장 대부분을 차지하는 x86 설계로 윈도우 운영체제 내에서 다양한 소프트웨어를 호환성 걱정없이 사용 가능하다.

애로우 레이크는 데스크톱 시스템을 위한 중앙처리장치다. 루나 레이크와 일부 공정의 차이는 있어도 인공지능 시대를 대비한 기능적 구조는 다르지 않다. 다만 더 높은 성능을 내기 위한 설계 방식이 적용됐을 뿐이다. 2025년에는 인텔이 준비하고 있는 18A(옹스트롬, 1.8 나노미터 상당) 공정에서 코드명 팬서 레이크(Panther Lake)가 출시될 예정이다.

프로세서 뿐만 아니라 인공지능 시장 전반에 대한 인텔의 전략은 확고하다. 2024년 6월 5일에 개최된 인텔 AI 서밋 서울(Intel AI Summit Seoul) 2024에서는 인공지능에 대한 인텔의 대응 방안과 다양한 플랫폼 기술이 공개됐다. 저스틴 호타드(Justin Hotard) 인텔 데이터센터 인공지능 그룹 총괄 겸 수석 부사장은 ‘모든 곳에 인공지능(AI Everywhere)’ 비전을 언급하며 개방형 생태계 구축과 지원을 강조했다.

다양한 플랫폼에서 인공지능을 다룰 수 있도록 개발자 경험 제공에도 주력한다. 일관된 개발자 경험을 제공하고 파이토치 표준화 등을 구현하는 식이다. 또한 오픈AI(OpenAI)의 트리톤(Triton)을 지원하고 모델 전송 프레임워크인 vLLM과 TGI 등을 수용했다. 오픈 컴퓨트 프로젝트(OCP)를 준수해 기존 코드를 변경하지 않고도 기능을 쓸 수 있도록 지원할 방침이다. 추론ㆍ학습 등 기술 기저부터 최종적으로 구현되는 서비스에 이르기까지 광범위한 인공지능 생태계를 구축하려는 의도로 풀이된다.

인공지능 시대가 열리면서 PC 시장은 새로운 변화를 준비하고 있다. 모건스탠리는 AI PC 시장이 올해 2% 규모에서 오는 2028년에는 65%로 성장할 것이라 전망하기도 했다. 10대 중 6대 이상의 PC는 인공지능 처리 능력을 제대로 갖추게 된다는 의미다. 성장 규모에 따라 기술 경쟁도 더욱 치열해질 전망이다.

글 / IT동아 강형석 (redbk@itdonga.com)