자동차 제조사, 부품 공급 업체, 쉐어링 기업과 적극 협력

엔비디아의 CEO 젠슨 황이 CES 2018 기자간담회에서 자율주행 안전 솔루션 개발 경쟁에서 주도권을 확고히 하겠다고 밝혔다.

자율주행 부문 협력에서 핵심 역할을 하는 엔비디아 자비에(Xavier) 자율주행 머신 프로세서는 지금까지 개발 된 시스템 온 칩(SoC) 중 가장 복잡하다. 젠슨 황은 자비에 출시 이후 약 1년 이상이 지났으며 1분기에 몇몇 고객에게 샘플을 전달할 것이라고 말했다.

젠슨 황 CEO는 언론, 협력사, 전 세계 자동차 및 소비자 가전 산업계의 관계자들이 운집한 자리에서 “미래 자동차는 매우 복잡하고 정교한 기술의 결정체다. 딥 러닝, 컴퓨터 비전, 고성능 컴퓨팅을 고도의 효율성으로 처리하는 자비에가 그 출발점에 있다”고 언급했다.

엔비디아는 자동차 인공지능 부문에서 자사의 핵심적인 역할을 강조하며 세계적인 자동차 제조사 폭스바겐(Volkswagen), 중국 시장에서의 바이두와 세계적인 자동차 부품 공급업체인 ZF와의 협업, 라이드 쉐어링 기업 우버(Uber)와 자율주행 분야 선도 스타트업 오로라(Aurora)와 협력을 발표했다.

‘자비에’ 엄청난 인공지능 컴퓨팅을 자동차에 구현

자비에는 30와트의 전력으로 초당 30조회의 작업을 처리할 수 있어, 이전 세대 플랫폼 대비 에너지 효율이 15배 뛰어나다. 이런 뛰어난 성능을 자동차 번호판 보다 작은 보드로 구현하여, 현재 자율주행 자동차에 사용되는 트렁크를 가득 채우는 크기의 컴퓨팅 기어를 대신할 수 있다.

자비에는 엔비디아 드라이브(NVIDIA DRIVE) 소프트웨어 스택의 기반이 되는 프로세서로, 엔비디아의 드라이브 소프트웨어 스택은 차세대 차량의 내부에서 모든 주행 경험을 처리하도록 현재 3가지 종류의 인공지능 플랫폼으로 확대됐다.

90억 개 이상의 트랜지스터로 구성된 자비에는 현존하는 가장 복잡한 시스템 온 칩(SoC)으로, 4년 간 2,000명 이상의 엔비디아 엔지니어들이 개발에 심혈을 기울였으며 연구개발에만 20억 달러를 투자한 제품이다.

자비에는 8코어로 구성된 커스텀 CPU, 새로운 512코어의 볼타(Volta) GPU, 새로운 딥 러닝 가속기, 새로운 컴퓨터 비전 가속기 및 8K HDR 비디오 프로세서로 구성되어 있다. 통합 아키텍처를 통해 이전 엔비디아 드라이브 소프트웨어로 개발된 결과물도 적용 및 실행할 수 있다.

세부적인 기술 사항은 복잡하지만, 핵심은 간단하다. 드라이브 자비에는 처리 능력은 높이고 에너지 사용은 줄여, 30와트의 전력으로 초당 30조회의 연산을 구현한다. 이전 세대 아키텍처와 비교해 에너지 효율성이 15배 가량 개선된 것이다.

전 세계에 걸친 자율주행 개발 협력

전 세계 주요 자동차 기업이 차세대 자율주행차 출시를 준비하고 있는 가운데 자비에가 등장했다. 젠슨 황 CEO는 “인공지능을 통한 자율주행차의 마일당 주행비용은 자가운전 차량과 비교해 동일한 수준이 되리라 본다”고 말하며 “주행비용이 비슷해지면, AV가 모빌리티 서비스를 혁신적으로 바꿀 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이어서 허버트 디에스(Herbert Diess) 폭스바겐 CEO가 자동차 산업에서 인공지능의 중요성을 강조하며, 젠슨 황 CEO와 함께 인공지능과 딥 러닝이 폭스바겐의 차세대 자동차 개발 방향을 어떻게 좌우할지에 대해 대담을 진행했다.

허버트 CEO는 엔비디아 드라이브(DRIVE) IX 플랫폼이 폭스바겐의 아이콘인 마이크로 버스(MicroBus)에서 재탄생 한 I.D.버즈(I.D.Buzz) 개발에서 핵심 역할을 한다고 밝혔다.

또한 젠슨 황 CEO는 우버가 자율주행 차량용 인공지능 컴퓨팅 시스템에 엔비디아 기술을 채택했다고 밝혔다. 우버 어드밴스드 테크놀로지 그룹(Uber Advanced Technologies Group)은 자율주행 차량 및 트럭에 엔비디아의 기술을 사용할 예정이다.

중국의 바이두와 글로벌 자동차 부품 기업 ZF와도 협력하여 엔비디아 드라이브 자비에, ZF의 새로운 ProAI 차량용 컴퓨터, 바이두의 아폴로 파일럿(Apollo Pilot)에 기반해 대량 생산을 겨냥한 인공지능 자율주행차 플랫폼을 개발할 계획이다.

한편 미국에서 엔비디아는 자율주행차용 모듈식 확장형 드라이브 자비에 플랫폼을 개발하기 위해 자율주행 선구자들이 설립한 오토모티브 스타트업인 오로라와 협력 중이다.

젠슨 황 CEO는 “엔비디아는 오로라와 같은 기업을 위해 드라이브 자비에를 개발했다”며, “엔비디아와 오로라의 세계적인 엔지니어링 팀은 첨단 자율주행 차량 및 모빌리티 서비스(mobility-as-a-service) 솔루션의 개발을 위해 인공지능의 힘과 엄청난 처리 능력이 필요하다는 공통된 인식을 공유하고 있다”고 설명했다.

1년 전 CES 2017 행사에서 엔비디아의 젠슨 황 CEO는 메르세데스-벤츠 경영진과 함께 양사가 인공지능 적용 차량 개발에 협력할 것이며, 2018년에 가시화된 진보가 있을 것이라고 발표한 바 있다.

젠슨 황은 이번 프로젝트가 상당히 속도감 있게 진행되어 새로운 워크플로우가 요구된다며, “복잡한 프로젝트를 단기간에 진행해야 하기 때문에, 양사는 새로운 유형의 업무 관계를 마련하기로 결정했고, 양팀의 엔지니어들이 독일과 실리콘밸리에서 한 팀처럼 함께 일하고 있다”고 설명했다. “우리는 1차 공급업체와도 함께 일하고 있다. 그 결과, 동시다발적으로 혁신을 진행하고, 이러한 혁신을 자동차에 적용하며, 이를 테스트해 시장에 출시하는 과정이 가능해졌다”고 덧붙였다.

엔비디아의 인공지능 기술을 적용한 MBUX는 새로운 3D 터치스크린 디스플레이를 제공할 예정이며, 새로운 음성인식 기술을 통해 간단하게 “헤이, 메르세데스(Hey, Mercedes)”라고 불러 제어할 수 있다.

이어 칸 부사장은 “이러한 시스템의 장점은 모두가 동의하는 것이지만, 인텔리전스야말로 차별화의 핵심 기술”이라며, “고객의 요구사항에 맞춰 적응하는 지능형 학습시스템이 좌석과 핸들 설정, 조명 및 기타 편의 기능 등 세세한 사항까지 기억하게 될 것”이라고 말했다.

차세대 자동차의 인공지능 도입을 위한 소프트웨어

이들 협력사는 점점 강력해지는 엔비디아의 드라이브 소프트웨어 스택을 사용할 수 있다. 엔비디아의 소프트웨어 스택은 차세대 자동차 주행 경험의 모든 면면을 다루는 3개의 AI 플랫폼으로 확장되었다.

젠슨 황 CEO는 자동차가 스스로 주행할 수 있도록 뉴럴 네트워크을 사용하는 오리지널 엔비디아 드라이브 AV 자율주행차 플랫폼을 보완하는 새로운 소프트웨어 플랫폼, 드라이브 IX와 드라이브 AR을 소개했다.

엔비디아 드라이브 IX 지능형 경험 SDK는 차량 내외부의 센서 데이터를 처리해 운전자와 동승자를 위한 인공지능 보조 시스템을 구현한다.

드라이브 AR은 엔비디아의 증강 현실 SDK이다. 엔비디아는 이미 모바일 기기에서 AR의 잠재력을 엿보았고, 인공지능 자동차를 위한 드라이브 AR 플랫폼은 컴퓨터 비전, 컴퓨터 그래픽과 인공지능을 융합한다.

드라이브 AR은 주행 중 관심지점(POI, points of interest)에 대한 정보를 전달하고, 경고, 안전하고 수월한 운행을 가능하게 하는 차세대 증강 현실 인터페이스를 구현하게 된다. 젠슨 황 CEO는 “자동차 제조사가 자동차를 위해 구축하는 인공지능이 주행 경험을 정의할 것”이라고 말했다.

결함 발견 시에도 안전한 자율주행 기술 지원

인공지능 자율주행 플랫폼 엔비디아 드라이브TM(NVIDIA DRIVE)의 안전기능 아키텍처의 세부사항을 공개했다. 앞으로 자동차 제조사들은 엔비디아 드라이브 아키텍처를 통해 ISO 26262 같은 국제안전표준에 대한 인증이 가능한 안정적인 기능이 보장된 자율주행차와 트럭을 개발하고 상용화 할 수 있다.

다양한 프로세서를 통합하여, 차량의 안전기능 제어 역량을 확보한다. 여기에는 최고 수준의 품질 및 안정성 기준을 갖춘 CPU, GPU 프로세서, 딥 러닝 가속기, 이미지 프로세싱 ISP, 컴퓨터 비전 PVA, 비디오 프로세서 등을 포함한 자비에(Xavier)와 관련된 엔비디아 IP가 포함된다. 또한 락스텝 프로세싱 및 빌트인 테스팅이 가능한 메모리 및 버스 상 오류정정코드도 포함된다. ASIL-C 엔비디아 드라이브 자비에 프로세서와 적절한 안전공식을 갖춘 ASIL-D 등급의 안전 마이크로콘트롤러는 최고의 시스템 ASIL-D 등급을 달성할 수 있다.

주요 파트너사의 세계 최고 등급 안전성 기술을 통합한다. 엔비디아 드라이브 OS 시스템 소프트웨어는 ASIL-D 안전성 인증을 받은 블랙베리(BlackBerry) QNX의 64 비트 실시간 운영 시스템과 TTTech의 모션와이즈(MotionWise) 안전성 애플리케이션 프레임워크를 통합한다. 모션와이즈는 각 애플리케이션을 캡슐화해서 서로 분리시키는 동시에 실시간 컴퓨팅 기능을 제공한다. 엔비디아 드라이브 OS는 개방형 표준 오토모티브 시스템 아키텍처와 애플리케이션 프레임워크인 어댑티브 오토사(Adaptive AUTOSAR)를 완전히 지원한다. 특히, CUDA(쿠다) 컴파일러와 텐서RT™(TensorRT™)를 비롯한 엔비디아 툴 체인은 안전하고 강력한 개발 환경을 위해 ISO 26262 툴 분류 기준을 사용한다.

엔비디아 드라이브 AV 자율주행 소프트웨어 스택은 자가모션(ego-motion), 인지, 로컬라이제이션, 경로 계획 등의 기능을 구현한다. 차량의 안전을 제어하기 위해, 각 기능은 중복성 및 다양성 전략을 구사한다. 예를 들어, 중복인지 기능(perception redundancy)은 라이다(LiDAR), 카메라, 레이더를 결합해 수행할 수 있다. CPU, CUDA GPU, DLA, PVA로 구동되는 딥 러닝과 컴퓨터 비전 알고리즘은 중복성과 다양성을 강화시킨다. 엔비디아 드라이브 AV 스택은 자동차 제조사가 개발한 자율주행 스택의 총체적 백업 시스템으로, 레벨 5 자율주행이 최고의 안전 운행을 할 수 있도록 지원한다.

자율주행차는 최첨단 기술이 집약된 고도로 복잡한 시스템이다. 자동차의 안전기능(SoTIF, safety of the intended functionality) 시스템이, 처음 고안된 대로 역량을 발휘할 수 있는지 입증하는 것이 큰 과제이다. 안전운행은 다양한 상황과 기상 조건에서도 가능해야 한다. 도로 시범 주행은 통제가능성과 반복성이 부족하고, 옵션이 적고 속도가 빠르기 때문에 현실적인 시뮬레이션 환경이 필수적이다. 엔비디아는 드라이브 플랫폼을 테스트하고 이례적인 조건을 시뮬레이션 하기 위해 엔비디아 오토심(AutoSIM)이라는 가상 현실 시뮬레이터를 개발했다. 엔비디아 DGX 슈퍼컴퓨터로 구동되는 엔비디아 오토심(AutoSIM)은 반복 회귀(regression) 테스팅으로 수백만 마일을 시뮬레이션 할 수 있다.