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[GAM]엔비디아 독주 흔드는 구글 TPU ① AI 병목은 칩 아니라 전력

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추론으로 옮겨갈수록 TPU 경쟁력
알파벳 수직 통합 구조 강점
엔비디아 독주 체제 '흔들'

이 기사는 11월 26일 오후 2시48분 '해외 주식 투자의 도우미' GAM(Global Asset Management)에 출고된 프리미엄 기사입니다. GAM에서 회원 가입을 하면 9000여 해외 종목의 프리미엄 기사를 보실 수 있습니다.

[서울=뉴스핌] 황숙혜 기자 = 앞으로 펼쳐질 인공지능(AI) 세상의 최대 병목은 칩이 아니라 전력 부족이라는 주장이 나왔다.

월가는 여전히 최고의 칩 업체에 베팅하는 데 혈안이고, 엔비디아(NVDA)의 GPU(그래픽처리장치)가 시장을 지배하고 있지만 이는 승부의 절반일 뿐이라는 주장이다.

GPU는 데이터를 빠르게 처리하는 데 최적이지만 엄청난 에너지를 소모한다는 사실이 치명적인 단점이다. AI 데이터센터가 전력 먹는 하마라는 얘기는 과장이 아니다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 최근 전력 공급 문제로 인해 중국이 AI 경쟁에서 미국을 앞지를 것이라고 경고한 바 있다.

AI의 최대 병목이 칩 부족이 아니라 전력 부족이라면 승부는 컴퓨팅 효율성에서 결정 나게 된다고 업계 전문가들은 말한다.

AI 모델의 학습 단계에서 추론(inference) 단계로 무게중심이 이동할수록, 즉 거대언어모델(LLM)을 실제 운영하는 단계에서는 컴퓨팅 효율성의 중요성이 크게 높아진다는 설명이다.

미국 빅테크들은 GPU를 대체할 수 있는 제품 개발에 공격적인 행보를 보이고 있다. 업계에 따르면 엔비디아의 GPU가 AI 칩 시장에서 80~90%의 점유율로 압도적인 1위를 차지하고 있고, 데이터센터의 AI 모델 부문에서 업체의 CUDA 생태계와 하드웨어가 표준으로 자리잡은 상황.

구글의 최신 아이언우드 TPU [사진=업체 제공]

엔비디아 GPU의 독주에 도전하는 대체 칩으로 알파벳(GOOGL) 자회사 구글의 TPU(Tensor Processing Unit)와 아마존(AMZN)의 트레이니엄(Trainium), 브로드컴(AVGO)의 ASIC, 퀄컴(QCOM)과 애플(AAPL)의 NPU(Neural Processing Unit) 등이 꼽힌다.

NPU는 주로 스마트폰과 이른바 엣지 기기에 특화된 AI 가속 칩으로, 실시간 추론과 저전력 환경에 적합하고, ASIC과 트레이니엄이 데이터센터와 대규모 추론 환경에서 사용이 확대되는 모양새다.

엔비디아의 GB200 그레이스 블랙웰 [사진=블룸버그]

월가는 구글의 TPU에 조명을 집중한다. 구글이 자체 설계한 AI 전용 칩이 LLM 훈련과 대형 데이터센터 환경에 최적화됐다는 평가다. 실제로 TPU v4/v5의 경우 엔비디아의 일부 GPU 대비 가격과 에너지 효율 측면에서 우위를 보인다는 의견이 나오는 가운데 메타 플랫폼스(META)와 오픈AI가 구글 TPU 채택을 저울질한다는 소식이다.

알파벳은 10년 이상 자체적인 AI 칩 TPU 개발에 매달렸다. 판매보다 내부적인 텐서플로(TensorFlow)를 위한 맞춤형 AI 칩을 개발하는 데 무게를 뒀다. 미국 온라인 투자 매체 모틀리 풀은 브로드컴이 고객들을 통해 비즈니스 성과를 내고 있지만 알파벳의 내부 개발 성과가 그 이상의 의미를 갖는다고 주장한다. 기업들이 브로드컴의 ASIC을 도입한다 해도 알파벳의 7세대에 달하는 TPU의 성능을 따라잡기 어렵다는 얘기다.

TPU의 최대 장점은 알파벳의 클라우드 컴퓨팅 인프라와 워크로드에 최적화 돼 있다는 점이다. 이는 성능을 높일 뿐 아니라 에너지 소모를 줄이기 때문에 컴퓨팅 비용 측면에서 커다란 이점이 된다. 이 같은 비용 우위는 앞으로 AI 추론의 수요가 늘어날수록 더욱 크게 부각될 전망이다.

시장 전문가들은 알파벳이 수직 통합 구조의 승자가 될 가능성을 열어 두고 있다. 수직 통합 구조란 구글이 직접 칩 설계부터 제조, 데이터센터 인프라, 소프트웨어 플랫폼까지 모두 자체적으로 통합 운영한다는 의미다.

구글은 GPU를 포함한 타사 칩을 구매하지 않고 TPU를 자체 설계, 생산해 구글 클라우드와 자체 데이터센터에 대규모로 투입한다. 칩 제작부터 공급과 운영까지 외부 의존도가 거의 없기 때문에 성능과 비용 측면의 효율성이 탁월하다는 설명이다.

업체는 TPU를 위한 전용 네트워킹과 전용 서버 및 수냉 인프라 등을 직접 개발, 구축해 수천에서 수 만 개 칩을 묶어 이른바 TPU 팟(TPU Pod) 혹은 AI 하이퍼컴퓨터(AI Hypercomputer) 식의 슈퍼컴퓨터 기반의 운영이 가능하다고 밝혔다.

제미나이(Gemini)와 PaLM(Pathways Language Model) 등 업체의 AI 모델도 TPU에 특화돼 있어 하드웨어부터 소프트웨어, 서비스까지 일원적으로 연동된다고 구글은 설명한다.

미국 경제 매체 CNBC를 포함한 외신들은 수직 통합의 장점으로 대규모, 고효율 클러스터 조성과 유연성을 꼽는다. 필요한 순간에 AI 연산 자원을 확장했다가 작업이 끝나면 곧바로 줄일 수 있다는 얘기다.

아울러 칩별 전력 효율성과 비용 우위, 성능 개선 효과가 뛰어나고 기획부터 출시까지 혁신 속도가 빠르다고 설명한다. 외부 공급망 리스크에 따른 제약이 거의 없다는 점도 수직 통합의 강점으로 꼽힌다.

강세론자들은 AI 훈련에 무게를 두는 단계에서 시장의 다음 단계가 전개되면 알파벳의 수직 통합 전략이 최대 승자로 부상할 수 있다고 주장한다.

DA 데이비드슨은 보고서를 내고 "알파벳만큼 완벽한 AI 기술 스택을 갖춘 기업을 찾기 힘들다"며 "특히 최근 공개된 제미나이 3 모델은 특정 영역에서 동급 모델을 압도하는 능력을 보여주고 있다"고 평가했다.

알파벳의 특이점은 TPU를 단독 제품으로 판매하지 않는다는 사실이다. 고객들은 구글 클라우드(Google Cloud)에서 자신들의 워크로드를 돌려야만 TPU를 사용할 수 있다. AI 관련 매출 기회를 한꺼번에 확보할 수 있는 성장 모델을 구축했다는 얘기다.

알파벳이 TPU를 자체 AI 워크로드에 접목, 제미나이 AI 모델을 개발, 학습, 추론, 운영한다는 점에서 오픈AI와 퍼플렉시티 AI 등 GPU 중심의 경쟁자에 대해 구조적인 비용 우위라고 강세론자들은 주장한다.

알파벳은 버텍스(Vertex) AI 등 최상급 소프트웨어 플랫폼을 제공해 고객들이 제미나이 기반의 AI 모델과 앱을 자체적으로 개발할 수 있도록 한다. 아울러 대규모 광섬유 네트워크도 보유하고 있어 지연(latency)도 줄일 수 있다.

클라우드 보안 부문의 선두로 꼽히는 위즈(Wiz) 인수 추진까지 AI 기술 스택을 대폭 강화하는 움직임이다.

최근 미국 IT 전문 매체 더 인포메이션의 보도에 따르면 메타 플랫폼스가 구글 TPU 사용을 놓고 협상을 벌이고 있다. 오픈AI에 이어 빅테크가 GPU 의존도를 축소하고 공급망을 다변화하는 움직임이다.

일부에서는 엔비디아가 최근 고객 업체 투자에 적극 나서는 것도 오픈AI가 TPU 테스트를 시작했다는 소식에 따른 대응이라는 해석을 내놓았다.

월스트리트저널(WSJ)에 따르면 엔비디아는 오픈AI의 TPU 테스트 소식이 전해진 뒤 곧장 업체와 추가 투자 및 협상에 나섰다. 신문은 AI 칩 대장주로 꼽히는 엔비디아 역시 알파벳의 TPU를 높이 평가한다는 의미로 풀이했다.

 

shhwang@newspim.com

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삼성전자, 온양에 46조 투자 속도 [서울=뉴스핌] 조민교 기자 = 삼성전자가 12일 충남 아산 온양사업장에서 고대역폭메모리(HBM) 첨단 패키징 공장 착공에 들어갔다. 인공지능(AI) 거품론과 엔비디아의 경영 불확실성에도 중장기 생산능력 확대에 속도를 내겠다는 전략이다. 삼성전자는 글로벌 대형 고객사 10곳과 메모리 장기공급계약(LTA)을 체결하고 추가 10곳과 협상 중이다. 고객사들의 HBM 증량 요청도 이어지고 있다. HBM은 D램을 여러 층 쌓아 만드는 제품인 만큼 공급을 늘리려면 웨이퍼 생산뿐 아니라 칩을 쌓고 연결하는 후공정 능력도 확충해야 한다. 삼성전자는 2029년 5월 온양 신공장 가동을 통해 첨단 패키징 생산 기반을 강화할 계획이다. 삼성전자와 충남도에 따르면 이날 착공한 '온양 5공장'은 약 3만1000㎡ 규모의 클린룸을 갖춘 HBM 전용 생산시설이다. 1단계에 약 6조원, 중장기적으로 총 46조원을 투입한다. 완공 후 온양사업장 연면적은 27만㎡에서 42만㎡로 56% 늘어난다. 충남도와 아산시는 도시계획 심의를 한 달가량 앞당겨 착공을 지원했다. 이날 착공식에 참석한 이재용 삼성전자 회장은 "일반 반도체를 단순 조립·검사하는 공정이 중심이던 이곳이 앞으로는 AI 반도체의 심장인 최첨단 HBM 거점으로 변모할 것"이라고 밝혔다. 전영현 삼성전자 대표이사 부회장도 "온양과 천안에 있는 반도체 생산 기반을 강화해 충청권을 세계 최고의 최첨단 패키징 글로벌 메카로 육성하겠다"고 말했다. 이재용 삼성전자 회장. [사진=KTV 캡쳐] ◆ 거품론에도 '완판'…고객사 증량 요청 줄이어 글로벌 AI 산업을 둘러싼 불확실성은 커지고 있다. 막대한 AI 투자에 비해 수익 창출이 더디다는 거품론이 확산하는 가운데 엔비디아의 경영 리스크까지 불거졌다. 엔비디아 이사회는 지난 8일(현지시간) 젠슨 황 최고경영자(CEO)가 외국 정보활동의 표적이 됐다는 의혹에 대해 독립 조사에 착수했다. 월스트리트저널(WSJ)이 11일 황 CEO의 퇴진 가능성을 보도하자 엔비디아 주가는 시간외 거래에서 9% 넘게 하락했다. 반면 삼성전자의 HBM 수요는 여전히 공급을 웃돌고 있다. 김재준 삼성전자 메모리사업부 부사장은 지난달 29일 3분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 "2027년 HBM 공급 물량은 목표 수준의 가격으로 협상이 완료돼 이미 솔드아웃된 상태"라며 "주요 고객들의 추가 HBM 공급 증량 요청이 지속 접수되고 있다"고 밝혔다. 3분기 HBM4 매출은 전 분기의 3배 이상으로 늘어 전체 HBM 매출의 60%를 차지했다. 회사는 메모리 수요 강세가 2028년에도 이어질 것으로 내다봤다. 장기공급계약 확대도 견조한 수요를 보여준다. 업계에 따르면 삼성전자는 2027년 메모리 생산 물량의 80% 가까이를 LTA로 확보한 것으로 알려졌다. 일부 계약에는 선수금 20~25%와 의무구매 조건까지 붙는 등 공급자 우위 시장이 형성되고 있다. 계약 수요도 AI 기업을 넘어 모바일·자동차·네트워크 분야로 확대되는 추세다. 삼성전자는 2030년까지 전체 메모리 생산능력의 60~70%를 장기계약으로 확보한다는 목표다. 삼성전자 HBM4E. [사진=삼성전자] ◆ 웨이퍼만으론 부족…온양이 '증량' 받칠 거점 늘어나는 HBM 주문에 대응하려면 첨단 패키징 생산능력 확충이 필수적이다. 업계에서는 삼성전자의 HBM 공급량이 향후 3년간 연평균 52% 증가해 현재의 약 3.5배에 이를 것으로 전망한다. 그러나 D램 생산을 늘리더라도 이를 쌓고 연결하는 후공정이 뒷받침되지 않으면 완제품 공급에는 한계가 있다. 범용 반도체 조립·검사 기지였던 온양을 HBM 거점으로 전환하는 이유다. 차세대 HBM으로의 전환도 후공정 수요를 키우고 있다. 삼성전자는 2027년 상반기 7세대 HBM4E 양산을 추진할 계획이다. 제품 세대가 높아질수록 칩을 정밀하게 쌓고 연결하는 기술이 중요해지는 만큼 신규 패키징 시설의 역할도 커질 전망이다. 경쟁사인 SK하이닉스도 생산시설 확충에 속도를 내고 있다. SK하이닉스는 2029년까지 D램·HBM 수요를 사실상 확보했다고 밝혔으며, 충북 청주에 20조원 규모의 첨단 패키징 공장(P&T7)을 2027년 말까지 완공할 계획이다. HBM 시장 경쟁력은 확보한 주문을 얼마나 빠르게 실제 공급으로 연결하느냐에 달려 있다. 삼성전자 온양 5공장은 2029년 가동을 시작하면 기존 천안 중심의 첨단 패키징 생산 기반을 확대하는 역할을 맡는다. 고객사들의 증량 요청이 이어지는 가운데 신규 공장 구축과 생산 안정화를 얼마나 신속하게 마무리하느냐가 HBM 공급 경쟁력을 좌우할 전망이다. mkyo@newspim.com 2026-11-12 11:38
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'스파이 의혹' 앨리스 황, 베이징 체류 확인 [서울=뉴스핌] 최원진 기자= 엔비디아 젠슨 황 최고경영자(CEO)와의 혼외 관계로 논란의 중심에 선 중국 스파이 의혹 인물, 앨리스 황(중국명 황러)이 본국인 중국 베이징으로 건너가 머물고 있는 것으로 확인됐다. 11일(현지시간) 블룸버그통신은 사안에 정통한 복수의 소식통을 인용해 싱가포르 '메가스피드 인터내셔널'(이하 메가스피드)의 창업자이자 젠슨 황 CEO와의 사생활 스캔들 및 스파이 의혹을 빚은 앨리스 황이 현재 중국 보안 당국이 소재를 파악한 가운데 베이징에 거주하고 있다고 보도했다. 젠슨 황과 엘리스 황.[사진=로이터 뉴스핌] 그가 언제 어떤 경위로 베이징으로 이동했는지, 현재 어떤 활동을 하고 있는지는 즉각 확인되지 않았다. 중국 외교부는 앞서 그가 스파이라는 의혹을 부인했으며, 이번 보도와 관련해서도 즉각적인 입장을 내놓지 않았다. 앨리스 황은 사모펀드와 방송 업계에서 경력을 쌓은 뒤 2023년 메가스피드를 설립했다. 이 회사는 조 바이든 전 미국 대통령이 중국을 상대로 첨단 인공지능(AI) 칩 수출에 대한 광범위한 제재를 가한 지 불과 몇 달 만에 중국 대형 비디오 게임 기업 '세븐로드 홀딩스'에서 분사했다. 세븐로드는 먼저 자사의 싱가포르 자회사를 영국령 버진아일랜드 소재 법인인 '황러'에 매각했고, 이후 앨리스 황이 경영권을 인수했다. 이어 2023년 11월, 황러 법인은 메가스피드를 싱가포르의 한 페이퍼컴퍼니(유령회사)에 다시 매각했다. 매각이 이뤄진 지 불과 며칠 만에 메가스피드는 엔비디아의 공식 클라우드 파트너(NCP)로 지정됐는데, 이는 엔비디아로부터 첨단 칩을 우선적으로 공급받을 수 있는 핵심 지위다. 무역 기록상 메가스피드는 이후 46억 달러가 넘는 엔비디아 칩을 사들여 동남아 데이터센터를 통해 알리바바 등 중국 기업들에 대여해 왔다. 미국 당국의 조사와 엔비디아 이사회의 진상 규명이 진행 중인 가운데, 핵심 당사자인 앨리스 황이 베이징에 체류 중인 것으로 확인되면서 젠슨 황 CEO의 거취 논란과 미 행정부 내 제재 갈등은 더욱 증폭될 것으로 보인다. wonjc6@newspim.com   2026-11-12 14:24
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    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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