TinyEngine™ NPU 탑재 MCU로 AI 추론 지연시간 최대 90배 감소, 에너지 사용량 120배 절감
엣지AI 구현을 위해 MCU에 NPU 가속기를 통합하는 추세가 이어지고 있는 가운데, 이 부분을 선도하는 TI가 다시 한번 포트폴리오를 확장했다. TI가 전체 임베디드 프로세싱 포트폴리오 전반에 엣지 AI를 구현하겠다는 전략이다.
텍사스 인스트루먼트(TI)는 엣지AI 기능을 갖춘 두 개의 새로운 마이크로컨트롤러(MCU) 제품군을 발표했다. 새롭게 공개된 MSPM0G5187 및 AM13Ex MCU 제품군 모두 TI의 TinyEngine 신경망처리장치(NPU)를 통합했다. TinyEngine NPU는 딥러닝 추론 작업을 최적화하도록 설계된 MCU 전용 하드웨어 가속기이다. 한국내 TI MCU 제품군의 기술지원을 담당하고 있는 TI 코리아 허정혁 이사는, 이 NPU 가속기가 엣지 환경에서의 처리 지연을 줄이고 에너지 효율을 높여준다고 강조했다.
허정혁 이사, TI 코리아
엣지AI는 임베디드시스템을 근본적으로 변화시키고 있다. 의사결정은 클라우드에 연결하지 않고도 밀리초 단위로 발생하기에 더 빠른 응답시간을 필요로 한다. 낮은 전력 및 비용도 이슈다. 대역폭 사용량을 줄이고, 배터리 수명을 연장하며, 인프라 비용을 절감해야 한다. 또한 향상된 개인정보보호와 신뢰성도 중요하다. 원본 데이터는 로컬에 머물며, 네트워크 연결이 끊어져도 시스템은 계속 작동해야 하기 때문이다.
이에, 허 이사는 새로운 가속기가 더 많은 전자기기에 엣지AI를 구현한다고 말했다. TinyEngine 신경망처리장치(NPU)는 TI의 C2000 및 Arm® 기반 MCU에 통합된 독자적인 하드웨어 가속기로 다양한 신경망 레이어 유형에 대해 2.56 GOPS의 연산 성능을 제공한다. 가속기가 없는 유사 MCU와 비교해 새로운 하드웨어 가속기가 가지는 강점을 가진다. 허 이사는 이에 “플래시메모리 사용량을 최소화하고 AI 추론당 지연 시간을 최대 90배까지 단축하며 AI 추론당 에너지 사용량을 120배 이상 감소시킨다”고 설명했다.
TI의 새로운 MSPM0G5187 Arm® Cortex®-M0+ MSPM0 MCU는 보다 간단하고 소형이며 비용 효율적인 다양한 애플리케이션에서도 엣지 AI를 구현할 수 있도록 지원한다. TinyEngine NPU 애플리케이션 코드를 실행하는 기본 CPU와 병렬로 동작하며 신경망 연산을 수행한다.
이러한 수준의 효율성 덕분에 휴대용 배터리 기반 제품과 같이 리소스가 제한된 디바이스에서도 AI 워크로드 처리가 가능하다. MSPM0G5187 MCU는 1,000개 단위 기준 1달러 미만의 가격으로 제공돼 다른 MCU 또는 프로세서 아키텍처 대비 경제적인 대안을 제시하며, 시스템 및 운영 비용 절감에도 기여한다.
또한 새로운 AM13Ex MCU는 멀티모터 시스템을 위한 실시간 제어 및 AI 가속을 지원한다. 가전제품, 로봇공학, 산업 시스템의 모터 제어 애플리케이션에서는 적응형 제어와 예측 유지보수와 같은 지능형 기능에 대한 요구가 점점 커지고 있기 때문이다. 하지만 AM13Ex MCU만으로도 그동안 해왔던 복잡한 멀티칩 설계를 대신할 수 있다. 이를 위해 이 제품은 고성능 Arm Cortex-M33 코어와 TinyEngine NPU, 첨단 실시간 제어 아키텍처를 단일 칩에 통합했다. 이러한 통합 설계는 외부 구성요소 없이도 정교한 모터 제어와 AI 기능을 동시에 구현할 수 있도록 해 부품 원가(BOM) 비용을 최대 30%까지 절감할 수 있게 한다고 업체 측은 밝혔다.
TinyEngine NPU가 부하 감지 및 에너지 최적화를 위한 적응형 제어 알고리즘을 실행하는 동시에 최대 4개의 모터에 대해 정밀한 실시간 제어 루프를 유지한다. 또한 좌표 회전 디지털 컴퓨터(CORDIC) 구현 대비 10배 빠른 계산이 가능한 통합 삼각함수 수학 가속기를 통해 더욱 정밀하고 반응성이 뛰어난 모터 제어 성능 제공한다.
AI 모델을 쉽게 훈련시켜라
특히, MSPM0G5187 및 AM13Ex MCU 제품군은 모두 TI의 CCStudio Edge AI Studio로 지원된다. 무료 개발 환경인 CCStudio Edge AI Studio는 TI의 임베디드 프로세싱 포트폴리오 전반에서 모델 선택, 훈련, 배포 과정을 간소화하도록 설계됐다.
TinyEngine NPU는 딥러닝 추론 작업을 최적화하도록 설계된 MCU 전용 하드웨어 가속기이다.
이 엣지 AI 툴체인은 엔지니어들이 하드웨어 또는 소프트웨어 방식으로 TI MCU에서 AI 모델을 실행할 수 있도록 완전한 유연성을 제공한다. 현재 개발자들이 다양한 디바이스에서 엣지 AI 배포를 시작할 수 있도록 60개 이상의 모델과 애플리케이션 예제가 제공되고 있으며, 향후 추가적인 업무(task)와 모델이 지속적으로 업데이트될 예정이다.
TI의 임베디드 프로세싱 포트폴리오는 CCStudio 통합 개발 환경(IDE)을 포함한 포괄적인 개발 생태계를 기반으로 한다. 엔지니어들은 IDE가 제공하는 생성형 AI 기능을 활용해 간단한 자연어 입력만으로 코드 개발, 시스템 구성, 디버깅을 빠르게 수행할 수 있으며, 이는 TI 데이터와 결합된 업계 표준 에이전트 및 모델을 통해 구현된다. 이를 통해 TI는 웨어러블 헬스 모니터, 가정용 회로 차단기의 실시간 모니터링, 휴머노이드 로봇의 피지컬 AI 등 다양한 전자 디바이스에서 엣지 AI 도입을 가속하고 있다. 이러한 엔드투엔드 혁신은 독일 뉘른베르크에서 3월 10일부터 12일까지 개최되는 임베디드 월드 2026(embedded world 2026)에서 TI 부스를 통해 공개될 예정이다.
허 이사는 “TI는 MCU에 NPU 가속기를 통합하여 사용한 선도 기업”이라며, “앞으로도 가속기 성능을 향상시켜 AI 기반 개발부터 엣지 인텔리전스까지 차세대 혁신을 주도할 것”이라고 밝혔다.
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