‘온디바이스 AI(on-device AI)’…스마트폰·반도체 업계 성장모멘텀으로 안착

성장 둔화된 스마트폰 시장, ‘생성형 AI’ 경쟁 키워드로 부상

글로벌 스마트폰 업계는 디스플레이와 카메라 혁신만으로 새로운 스마트폰 교체 수요를 촉진하는 데 한계에 부딪히면서 ‘생성형 AI’를 도입해 차별화 경쟁력을 확보하고 성장 돌파구 모색

• 지난 몇 년간 스마트폰 기술은 디스플레이와 카메라 등 하드웨어 중심으로 발전해 왔으며 스마트폰 성능 개선 수준이 평탄해지면서 소비자의 교체 주기가 1~2년에서 4~5년 이상으로 길어진 상황
• 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 올해 2분기 세계 스마트폰 시장 규모는 지난해 동기 대비 9% 감소(9.5)
• 스마트폰 교체 주기가 길어진 시점에서 생성형 AI가 침체한 스마트폰 시장의 게임체인저로 부상하며 구원투수 역할을 해낼 수 있을지에 이목 집중
• 글로벌 스마트폰 업계는 생성형 AI가 스마트폰에 본격적으로 활용된다면 음성만으로 메일·번역·문서작업 등 복잡한 기능을 사용할 수 있게 되고 이 같은 기능이 종전 기기와 차별화되어 시장 수요를 되살릴 수 있을 것으로 기대
• 삼성전자·애플 등 업계 선두주자뿐 아니라 구글 등 후발주자 역시 생성형 AI를 적용한 최신 제품을 앞다퉈 발표하고 있는 만큼, 스마트폰 시장 패권은 생성형 AI 기술력이 관건이 될 전망

글로벌 스마트폰 업계, 주도권 확보를 위한 생성형 AI 기술개발 속도

삼성전자가 2024년 1월 출시될 갤럭시S24 시리즈에 온디바이스 AI 탑재를 알린 가운데 애플도 2024년 중 출시할 아이폰16 시리즈에 자체 개발한 AI 앱을 탑재할 전망

(삼성전자) 자체 개발한 생성형 AI ‘삼성 가우스(Samsung Gauss)’와 외부 클라우드에 접속하지 않고 기기 안에 생성형 AI 기능을 담는 ‘온디바이스 AI(On-Device AI)’ 기술을 공개(11.8)했으며 2024년부터 모바일 기기에 하이브리드 AI를 제공할 방침

• 온디바이스 AI(On-Device AI)는 외부의 슈퍼컴퓨터가 연산한 데이터를 클라우드로 송수신하는 방식으로 AI 기능을 구현하기 보다 기기 자체에 AI 기능을 넣는 형태
• 챗GPT 등 기존 생성형 AI와 달리 외부 클라우드를 거치지 않다 보니 빠른 정보 처리가 가능하며 기기 내에서만 데이터를 처리해 보안도 뛰어난 점이 특징
• 클라우드와 달리 온디바이스는 대형 서버를 이용한 복잡한 연산을 수행하지 못하는 한계점이 있는데 삼성전자는 이를 기기 간 네트워크로 해결한다는 구상
• 빠르면 2024년 초 공개하는 갤럭시 S24를 생성형 AI를 탑재한 ‘온디바이스 AI’ 형태로 출시하고 온디바이스 AI에 서버 기반의 클라우드 AI를 접목하여 ‘하이브리드 AI’를 탑재할 것으로 예측
• 이를 통해 사용자의 사용 패턴과 선호도, 취향 등을 학습해 각종 기능을 제공하며 기존의 빅스비 및 시리와는 달리 ‘사용자 개인’의 일상과 편의에 최적화될 것으로 전망
• 현재 빅스비는 날씨나 교통상황 등의 정보를 요청하면 그에 맞는 답을 해주거나 메일을 보내달라는 명령을 내리면 메일앱을 켜주는 정도의 기능을 가지고 있는 등 사용자가 직접 명령을 내릴 때 결과물을 내놓고 있지만, 하이브리드 AI를 탑재한 갤럭시 스마트폰은 사용자가 자주 활용하는 앱과 생활 패턴 등을 분석해 미리 결과물을 제공하고 복잡한 작업도 자동으로 처리할 수 있을 것으로 예상
• 특히 ‘온디바이스 AI’를 탑재하는 갤럭시 스마트폰에 실시간 통역 통화인 ‘AI 라이브 통역 콜(AI Live Translate Call)’ 기능을 탑재할 계획
• 갤럭시 생성형 AI 스마트폰을 사용자가 통화 중 모국어로 말하면 별도의 앱 설치 없이 실시간으로 상대방에게 통역해 내용을 전달해 주는 점이 특징
• 통역 대화는 오디오(음성)로 듣거나, 텍스트로 스마트폰에 표시돼 눈으로 확인할 수도 있으며 어떤 상황에서도 통화 내용이 휴대폰 밖으로 새어 나가지 않아 보안 측면에서도 안심하고 사용 가능
• 한편, 삼성전자는 ‘삼성시스템LSI 테크데이 2023’에서 차세대 애플리케이션 프로세서(AP) ‘엑시노스(Exynos) 2400’을 공개(10.5)한 만큼, AP 성능을 높여 생성형 AI 스마트폰의 활용도를 높일 전망
• 엑시노스 2400은 전작인 엑시노스 2200 대비 CPU 성능은 1.7배, AI 성능은 14.7배 향상되었으며 GPU 성능도 크게 개선
• 삼성전자 자체 AP인 엑시노스 2400가 온디바이스 AI 구현을 위한 핵심 플랫폼이 될 전망이며 AI 기능을 강화한 퀄컴의 AP ‘스냅드래곤8 3세대’를 병행 탑재할 것으로 예상

(애플) 차세대 OS(운영체제)인 ‘iOS 18’에 생성형 AI를 탑재하고자 자체 거대언어모델(LLM)을 훈련시키고 있으며 2024년 챗GPT와 같은 생성형 AI를 아이폰에 탑재하기 위해 연간 10억 달러(약 1조 3,500억 원)를 투자 중

• LLM ‘에이잭스(Ajax)’를 구축하고, 이를 활용해 챗GPT와 유사한 대화형 챗봇인 ‘애플GPT’를 개발했으며 애플 직원은 애플GPT를 업무에 활용하는 등 조직 내에서 챗봇 기능을 테스트 중
• 에이잭스는 구글 기계학습 프레임워크인 잭스(Jax)를 토대로 만들어졌으며 구글 클라우드 기반으로 운영
• 애플은 챗GPT와 같은 LLM에서는 경쟁사인 구글·메타보다 후발주자로 나서고 있지만, 전반적인 AI 분야에는 지속적으로 투자와 연구를 진행했으며 2011년 자체 음성비서 ‘시리’를 출시하고 직접 설계한 반도체에 AI 연산에 특화된 뉴럴엔진을 포함해 디바이스 내에서의 머신러닝 성능을 극대화
• 애플이 LLM 개발에 나서면서 이를 어떻게 적용하지에 이목이 집중되고 있으며 애플GPT는 애플의 모바일 기기와 적용이 예견되는 가운데 2024년 발표할 아이폰의 새 운영체제 ‘iOS 18’에 생성형 AI 기능을 탑재하고 소프트웨어 업데이트를 통한 AI 서비스 제공에 나설 것으로 예상
• 아울러, 애플은 AI 음성 비서 서비스 ‘시리’와 ‘메시지(Messages)’, ‘애플 뮤직(Apple Music)’에 생성형 AI를 접목해 사용자의 질문에 알맞게 답할 수 있는 서비스를 제공하는 등 새로운 고객 경험 서비스 제공 다각화할 전망
• 또한, 애플의 자체 오피스 앱에 적용돼 문서와 프레젠테이션 자료를 자동으로 작성해주거나 개발자의 모바일 앱 개발을 돕는 방식으로 활용 가능
• 한편, 애플이 스마트폰 소프트웨어 분야에서 가장 앞선 기업으로 평가받고 있는 만큼 시리 서비스를 처음 선보였을 때와 같이 생성형 AI 기술로 혁신을 일으킬 것이라는 시장 기대감 고조

(구글·모토로라·아너) 스마트폰에 생성형 AI를 탑재하고 온디바이스 AI 기능을 발표하는 등 ‘생성형 AI’ 관련 기술 및 제품개발 속도

생성형 AI 스마트폰 등장으로 메모리 반도체에 대한 수요 증가 전망

AI 연산 처리를 위해서는 모바일 애플리케이션프로세서 성능 외에도 메모리 속도와 용량이 높아져야 하며 기존 제품보다 월등히 빠른 반응속도에 전력 소모는 낮고 크기도 더 작은 반도체 필요

• 서버 AI가 복잡한 연산을 위해 클라우드를 거치는 반면 온디바이스 AI는 수억 개의 연산을 기기에서 곧바로 수행해 전력을 많이 소모하지 않으면서 대용량 데이터를 고속으로 연산하기 위해서는 연산을 보조하는 D램 역시 성능 고도화가 필수
• 로직과 메모리를 수직 배열해 전기신호 전달 경로를 짧게해 전력소모가 낮아지면서 데이터처리 속도가 빨라져 생성형 AI와 같은 고성능 작업에 적합한 수직 적층기술이 급부상할 것으로 전망
• 삼성전자는 2024년 말 양산을 목표로 LLW(Low Latency Wide IO·저지연성와이드IO) D램을 개발 중
• LLW는 정보가 들어오고 나가는 통로인 입출구(I/O)를 늘려 기존 모바일 제품인 LPDDR 대비 대역폭을 높인 특수 D램으로 대역폭은 전송속도와 비례하기 때문에 기기에서 실시간으로 생성되는 데이터를 처리하는 데 훨씬 유리
• 삼성전자는 2020년 이전부터 온디바이스 AI 경량화 알고리즘을 개발해 시스템온칩(SoC)과 메모리·센서에 적용하며 온디바이스 AI용 반도체 경쟁력을 높여온 만큼 2024년 삼성전자의 자체 개발 생성형 AI ‘삼성 가우스’의 모바일 제품 탑재를 시작으로 본격적인 시장 선점에 나설 것으로 예상
• SK하이닉스도 모바일 D램 중 가장 빠른 초당 기가비트 전송 속도(bps)를 갖춘 특수 D램 ‘LPDDR5T’를 연말부터 양산할 계획

생성형 AI 앞세운 차세대 모바일 혁명의 서막, 각 산업계에서 기회로 활용

삼성전자·애플 등 스마트폰 업계 선두주자를 비롯해 여타 제조사들이 생성형 AI 도입에 사활을 걸며 2024년은 ‘생성형 AI 스마트폰’ 시대로 진입, 수년째 정체된 스마트폰 시장에 활기를 불어넣을 지 관심

• 매년 제조사별로 신제품이 출시되지만, 폴더블폰 등 폼팩터(형태)의 변화나 카메라, 디스플레이 등 일부 성능의 개선에 중점
• 생성형 AI 열기와 맞물려 스마트폰 제조사들도 기술개발과 도입에 박차를 가하면서 보다 정교한 정교한 작업과 서비스를 제공하며 스마트폰 역할을 확대할 것으로 기대
• 아울러 대화를 통해 자동화·지능화를 돕는 생성형AI가 UI/UX(사용자 환경/경험)와 산업지형에 어떤 변화를 몰고 올지 주목
• 생성형 AI가 스마트폰 활용도를 획기적으로 높여 수요를 되살릴 수 있는 새로운 기회로 찾아온 만큼 사용이 편리하고 쉽게 다가갈 수 있는 차별화 서비스 개발 필요
• 아울러, 생성형 AI 스마트폰은 반도체 산업에도 새로운 기회로 부상되고 있는 바, 고성능 AI 기능을 수용하고 처리할 수 있는 메모리, 시스템 반도체 성능도 끌어올릴 수 있는 연구개발 강화

https://www.itfind.or.kr/streamdocs/view/sd;streamdocsId=rwKHuYPiVeiRZZWwuaVsetXBqnUEeDrIAONyE-VyLfc