퀄컴, 데이터센터용 AI칩 공개…엔비디아 아성에 도전

퀄컴이 인공지능(AI) 반도체 시장의 최전선에 뛰어들었다. 모바일 칩 강자로 알려진 퀄컴이 데이터센터를 겨냥한 AI 가속기 칩 ‘AI200’과 ‘AI250’을 발표하며 엔비디아와 AMD가 장악해온 영역에 정면 승부를 선언한 것이다.

이번 신제품은 퀄컴이 처음으로 대규모 서버 환경을 겨냥해 설계한 데이터센터 전용 칩으로 기존 스마트폰 칩에 탑재돼온 헥사곤(HEXAGON) 신경처리장치(NPU)를 기반으로 만들어졌다. 회사 측은 “스마트폰용 AI 성능으로 시장에서 검증을 받은 뒤 이를 데이터센터급으로 확장했다”고 설명했다.

AI200은 2026년 출시 예정이며 AI250은 2027년에 상용화된다. 두 제품 모두 하나의 액체냉각 서버랙을 가득 채울 수 있는 구성을 갖춰 최대 72개의 칩을 하나의 컴퓨터처럼 구동할 수 있다. 이는 현재 엔비디아와 AMD의 GPU 서버 구성이 동일한 형태로 제공되고 있다는 점에서 직접적인 경쟁 구조의 시작으로 보인다.

퀄컴은 이번 제품이 AI 모델의 ‘훈련(training)’보다는 ‘추론(inference)’에 초점을 맞췄다고 밝혔다. 새로운 모델을 만드는 대신 이미 학습된 모델을 빠르고 효율적으로 실행하는 데 최적화된 칩이다. AI 연구소나 클라우드 사업자들이 수조 개의 파라미터를 가진 거대 모델을 실시간으로 돌릴 때 발생하는 전력 소비와 비용 문제를 줄이는 데 중점을 둔 셈이다.

특히 퀄컴은 자사 AI 랙이 160킬로와트 수준의 전력을 사용한다고 밝혔는데, 이는 엔비디아의 GPU 서버 전력 소모량과 비슷한 수준이다. 하지만 퀄컴은 동일한 연산 성능 대비 전력 효율과 총소유비용(TCO) 면에서 자사 제품이 더 경제적이라고 강조했다. 

또한 AI 카드당 768GB의 메모리를 지원해 엔비디아와 AMD의 동급 제품보다 높은 수준의 메모리 용량을 제공한다고 설명했다.

이와 같은 메모리 설계는 기존 GPU의 병목 현상을 완화하기 위한 접근으로 해석된다. AI 연산에서는 데이터 이동 속도가 전체 처리 효율을 결정하는 핵심 요소로 퀄컴은 이를 개선하기 위해 메모리 구조를 새롭게 설계한 것으로 알려졌다.

이번 발표의 또 다른 의미는 시장의 판도가 점점 ‘GPU 중심’에서 ‘AI 전용 가속기’로 옮겨가고 있다는 점이다. 엔비디아가 현재 전체 AI 반도체 시장의 90% 이상을 점유하며 시가총액 4조5천억 달러를 넘긴 상태지만 AMD·구글·아마존·마이크로소프트·오픈AI 등 주요 기술 기업들이 자체 AI 칩을 개발하며 대체재를 찾는 움직임이 가속화되고 있다.

퀄컴의 데이터센터용 AI칩 진입은 이 변화의 흐름 속에서 ‘제3의 축’을 형성하려는 시도로 해석된다. 회사는 이미 사우디아라비아의 휴메인(Humain)과 협력해 AI 추론용 칩을 공급하기로 합의했으며 해당 프로젝트에서는 최대 200메가와트 전력 규모의 시스템 구축이 계획되어있다.

퀄컴 데이터센터 및 엣지 부문 총괄 듀르가 말라디는 “고객이 전체 시스템을 통째로 도입할 수도 있고, 필요한 부품만 선택해 조합할 수도 있게 설계했다”고 말했다. 그는 또한 자사의 중앙처리장치(CPU) 등 일부 부품은 경쟁사인 엔비디아나 AMD가 구매해 사용할 가능성도 열어뒀다고 덧붙였다.

이번 발표는 AI 서버 시장에서의 새로운 경쟁 구도를 촉발할 사건으로 보인다. 맥킨지에 따르면 2030년까지 데이터센터 설비 투자 규모는 6조7천억 달러에 이를 것으로 전망되며 그 대부분이 AI 기반 시스템으로 투입될 것으로 예상된다.

퀄컴의 등장은 결국 엔비디아 중심의 독주 체제에 균열을 낼 수 있는 변수가 될 수 있다. 하지만 회사는 아직 가격, 카드당 칩 수량, 구체적 벤치마크 성능 등 주요 세부 정보를 공개하지 않았다.

AI 칩 시장은 여전히 기술력과 생태계가 맞물린 복합 구조다. GPU, NPU, CPU의 경계가 허물어지는 가운데 각 기업이 선택한 아키텍처와 전력 효율 전략이 향후 시장 점유율을 가를 핵심 요소가 될 것으로 보인다. 여기서 퀄컴의 행보는 ‘모바일 칩 강자’에서 ‘데이터센터 신흥 강자’로의 전환을 의미한다. 

AI200과 AI250이 실제로 엔비디아의 하드웨어 생태계에 균열을 낼 수 있을지는 2026년 이후에나 판단이 가능할 전망이다.