AI 연산 수요가 급증하면서 반도체 업계의 과제는 더 높은 성능보다도 더 적은 전력으로 추론을 처리하는 방향으로 옮겨가고 있다. 이런 흐름 속에서 미국 AI 반도체 기업 Mythic이 차세대 아날로그 프로세싱 유닛(APU)에 Silicon Storage Technology(SST)의 memBrain 기술을 도입하며, 저전력 AI 반도체 개발에 속도를 내고 있다.

마이크로칩테크놀로지의 자회사 SST는 3월 18일 Mythic이 자사의 memBrain 뉴로모픽 하드웨어 IP를 채택했다고 밝혔다. 양사는 SST의 SuperFlash 임베디드 비휘발성 메모리 비트셀을 활용해 아날로그 인메모리 컴퓨팅(aCIM) 구조를 구현하고, 이를 통해 엣지 기기부터 엔터프라이즈·데이터센터 환경까지 적용 가능한 AI 추론 가속기를 개발할 계획이다.

핵심은 메모리 내부에서 연산을 수행하는 구조다. memBrain 셀은 비트셀당 최대 8비트 데이터를 저장할 수 있고, 단일 자릿수 나노암페어 수준의 낮은 읽기 전류를 지원한다. 또 10년 데이터 유지, 10만 회 반복 사용 내구성, 다중 상태 쓰기 제어, 단일 사이클 곱셈-누산(MAC) 연산 기능 등을 갖춰 저전력 AI 연산에 필요한 조건을 충족하도록 설계됐다.

이 기술이 적용될 Mythic APU는 와트당 120 TOPs 수준의 추론 성능을 목표로 한다. 회사 측은 기존 디지털 GPU 대비 최대 100배 높은 에너지 효율을 지향하고 있다고 설명했다. 전력 제약이 큰 산업용 장비, 자동차 전장, AI 센서 융합 시스템은 물론, 대규모 연산이 필요한 데이터센터까지 활용 범위를 넓히겠다는 구상이다.

배경 기술인 SuperFlash는 이미 산업·자동차·소비자·컴퓨팅 분야에서 폭넓게 쓰여 온 임베디드 비휘발성 메모리 솔루션이다. 현재까지 이 기술을 기반으로 한 제품 출하량은 1,500억 유닛을 넘었으며, 세계 상위 10대 반도체 파운드리 모두에 라이선스돼 있다. SST는 이 기반 위에서 40nm와 28nm 공정용 memBrain 개발을 진행해 왔고, 향후 22nm 공정으로의 확장도 계획하고 있다.

이번 협력은 AI 반도체 경쟁이 성능 중심에서 전력 효율 중심으로 재편되는 흐름을 보여주는 사례로 해석된다. 특히 연산과 저장 간 데이터 이동을 줄이는 인메모리 컴퓨팅 방식이 실사용 단계에서 얼마나 경쟁력을 입증할지가 관건이 될 전망이다.