인공지능(AI) 반도체 기업 엔비디아가 지난달 18일 미국 뉴욕 증시에서 시가총액 3조3350억 달러(약 4620조원)를 기록하며 시가총액 세계 1위 기업에 올랐습니다. 시가총액이란 증권시장에 상장된 기업의 주가에 총주식 수를 곱한 것으로, 시장에서 평가하는 기업의 가치를 나타냅니다. 엔비디아가 창업 31년 만에 세계 최고 기업에 등극한 거죠.
엔비디아 주가는 이날 이후 연속 하락하며 시총 1위의 영예는 ‘1일 천하’에 그쳤습니다. 하지만 엔비디아의 폭발적 성장세는 주목하지 않을 수 없습니다. 엔비디아는 작년 6월 시총 1조 달러를 돌파하더니 지난 3월 2조 달러, 그리고 지난달 5일엔 3조 달러를 뚫었습니다. 2022년 100달러대이던 주가가 지난달 7일 액면분할 직전 1208달러까지 뛰어 ‘천비디아’라 불리기도 했죠.
엔비디아의 주력 제품은 AI의 데이터 학습과 추론에 사용되는 AI 반도체 ‘AI 가속기’입니다. 엔비디아는 AI 가속기 세계시장의 97%를 점하고 있어 이 제품을 구하지 못하면 AI 서비스는 불가능한 수준입니다. 그래픽카드를 만들던 컴퓨터 주변기기 회사가 어떻게 세계 최고 기업으로 우뚝 섰는지 궁금증을 자아냅니다. 전 산업 분야에서 AI 활용이 불붙고 있어 엔비디아도 자율주행차, 로봇, 제약, 풍력발전소 등으로 사업을 확장하고 있습니다. 일상 깊숙이 들어오고 있는 엔비디아의 성장사와 기술적 배경, 성공 비결 등을 4·5면에서 살펴봤습니다.
그래픽카드 만들다 AI반도체 황제로'기술 민주화'로 AI 플랫폼 입지 다져
엔비디아는 1993년 창립 당시만 해도 컴퓨터그래픽 카드를 만들던 회사에 불과했습니다. 1995년 출시한 첫 그래픽카드 ‘NV1’도 호환성에 문제가 있어 실패하고 말았죠. 하지만 이런 경험이 자양분이 돼 1997년 두 번째 작품인 ‘RIVA 128’은 발매 4개월 만에 약 100만 개가 팔려나가는 성공을 거둡니다. 1999년에 출시한 ‘GeForce 256’부터는 그래픽카드를 컴퓨터의 중앙처리장치(CPU)에 빗대 그래픽처리장치(GPU)라고 부르고 위상을 높였습니다.
세계 반도체 산업은 박리다매에 초점을 맞춘 범용 칩에서 주문형 고부가가치 칩으로 무게중심이 옮겨가고 있습니다. 인텔이 x86을 앞세워 CPU 칩을 먼저 장악했고, 다음으로 스마트폰이 확산하자 단순명령체계(RISC) 기반의 ARM이 패권을 잡았죠. 세 번째 주자가 GPU를 인공지능(AI) 반도체로 확장시킨 엔비디아입니다. PC 시대 인텔의 급성장이 ‘무어의 법칙’(반도체 집적도는 2년마다 배로 증가)으로 나타났다면, 이제는 ‘황(젠슨 황 CEO)의 법칙’(AI칩 성능은 2년마다 배 이상 향상)이 지배하는 시대가 됐습니다. 반도체 기업으로서는 최초로 시가총액 세계 1위를 ‘터치’한 힘의 근원이지요.
‘AI 심장’ 된 GPU
그러면 GPU는 어떻게 AI 시대의 총아가 됐을까요? 먼저 CPU는 명령어를 한 번에 하나씩 처리하는 직렬연산 방식인 데 반해, GPU는 방대한 데이터를 동시에 처리하는 병렬연산 방식을 채택하고 있습니다. 컴퓨터게임을 위해선 화면 속 수백만 개 픽셀의 연산 작업을 동시에 진행해야 하기 때문이죠. 이렇듯 게임과 이미지 디스플레이에 맞게 개발된 GPU를 고성능 컴퓨팅용 칩으로 활용할 수 있다는 사실을 컴퓨터 과학자들이 2000년대 들어 발견합니다.
2012년에 이르러서는 이미지 분류 AI인 알렉스넷의 학습(deep-learning)을 엔비디아 GPU로 시킵니다. 일반 칩의 경우 수개월 걸리는 작업이 GPU 칩으론 며칠밖에 안 걸렸죠. 이를 두고 ‘가속 컴퓨팅(accelerated computing)’이라 부릅니다. 가속 컴퓨팅 기술은 우리 일상에서 쉽게 발견할 수 있어요. 온라인동영상서비스(OTT)에서 스트리밍권을 구매할 때 신용카드의 보안성을 유지하는 일, 배달앱의 메뉴 추천 기능 등도 이 기술로 구현되고 있습니다. 2017년엔 코인 열풍이 불면서 빠른 연산이 가능한 GPU가 암호화폐 채굴에 활용되기도 했어요. 결정적으로는 2022년 챗GPT 같은 생성형 AI가 등장하고 대형언어모델(LLM) 개발로 이어지면서 엔비디아 GPU에 엄청난 수요가 몰리게 됩니다. AI가 LLM 학습을 하려면 GPU가 최대 몇만 개씩 필요한데, 생성형 AI용 GPU 시장은 엔비디아가 95% 점유하고 있기 때문입니다.
