일론 머스크는 대규모 AI 컴퓨팅을 구현하고 궁극적으로 우주 기반 시설 및 인류의 지구 너머 진출을 지원하는 것을 목표로 하는 초거대 칩 생산 공장인 테라팹(Terafab)을 공개했습니다.
테슬라, 스페이스X, 그리고 현재 머스크의 항공우주 회사에 속한 xAI는 이 프로젝트를 공동으로 개발하고 있습니다. 이들의 목표는 매년 1테라와트(TW)의 컴퓨팅 성능을 갖춘 AI 칩을 생산하는 것으로, 이는 현재 전 세계 AI 칩 생산량의 약 50배에 달합니다.
머스크는 최근 스페이스X 방송에서 "문명을 실제로 확장하는 방법은 우주에서 에너지를 확장하는 것입니다. 왜냐하면 우리는 지구에서 태양 에너지의 아주 작은 부분만을 포착하기 때문입니다."라고 말했습니다.
그는 "우리는 누구나 언제든 원하는 곳 어디든 갈 수 있는 우주선을 타고 은하계로 뻗어나가는 문명을 원합니다."라고 덧붙였다. "그러기 위해서는 태양의 에너지를 활용해야 합니다. 테라팹은 엄청난 규모이고, 연간 1테라와트의 연산 능력은 우리 문명의 기준으로는 엄청난 것이지만, 카르다셰프 조약에 도달하기 위한 여정의 한 단계에 불과합니다."
제조 시설
머스크에 따르면 테라팹은 칩 개발의 전체 과정을 단일 시설에 통합할 예정입니다. 이 시스템은 리소그래피 마스크 제작, 칩 제조, 테스트 및 재설계 기능을 포함하여 칩 설계를 반복적으로 개선할 수 있는 빠른 피드백 루프를 제공할 것입니다.
머스크는 이러한 접근 방식이 오늘날 파편화된 반도체 공급망 구조에 비해 개선 주기를 상당히 가속화할 수 있다고 제안했습니다.
이 프로젝트는 주 정부의 지원을 받아 텍사스에 첨단 제조 시설을 건설하는 것으로 시작될 것으로 예상됩니다.
두 가지 칩 카테고리
이 계획은 두 가지 distinct한 칩 범주를 구상하고 있습니다. 첫 번째는 엣지 추론에 최적화된 칩으로, 테슬라의 옵티머스 휴머노이드 로봇과 곧 출시될 사이버캡을 포함한 자율주행 차량에 필요한 온보드 프로세싱 기능을 제공합니다.
머스크는 휴머노이드 로봇 생산량이 궁극적으로 연간 10억에서 100억 대에 이를 수 있으며, 이는 전 세계적으로 매년 생산되는 약 1억 대의 차량을 훨씬 능가할 것이라고 예상합니다.
두 번째 칩 변형은 우주 환경에 맞게 특별히 제작될 예정이며, 고에너지 입자 충격을 견딜 수 있도록 설계되고, 궤도 플랫폼의 열 방출 장치 질량을 줄이기 위해 고온에서 작동하도록 설계될 것입니다.
왜 지구가 아니라 우주일까요?
머스크는 지상 전력 생산량의 한계 때문에 지구상에 1테라와트 규모의 컴퓨팅 시설을 구축하는 것은 물리적으로 불가능하다고 주장했습니다. 현재 미국의 총 전력 생산량은 약 0.5테라와트에 불과합니다. 따라서 컴퓨팅 인프라의 대부분은 태양열로 작동하는 AI 위성에 탑재되어 지구 궤도를 돌게 될 것이라고 했습니다.
시제품 "소형 위성"의 사양은 100킬로와트의 출력을 요구하며, 향후 개선을 통해 메가와트급으로 확장될 예정입니다. 테라와트 목표를 완전히 달성하려면 매년 약 1천만 톤의 물질을 궤도에 올려 보내야 하며, 그 효율은 톤당 100킬로와트여야 합니다.
현재 스타십 V3는 탑재체당 약 100톤을 궤도에 올릴 수 있으며, 곧 출시될 V4 버전은 이 수치를 두 배로 늘려 200톤을 운반할 수 있습니다. SpaceX는 500회 이상의 부스터 착륙에 성공했으며, 우주왕복선 시대의 kg당 6만 5천 달러 이상이었던 발사 비용을 현재 kg당 1천 달러에서 2천 달러 정도로 낮췄습니다.
이 회사의 목표는 스타십 최적화를 통해 해당 수치를 킬로그램당 100달러에서 200달러 사이로 끌어올리는 것이며, 머스크는 이 스레스홀드(Threshold) 도달하면 2~3년 안에 우주 기반 AI 배포가 지상 기반 대안보다 저렴해질 것이라고 믿고 있습니다.
이러한 전환을 지원하기 위해 머스크는 스타십과 같은 완전 재사용 가능한 발사 시스템 개발을 언급하며, 이는 필요한 막대한 양의 장비를 수송하는 데 매우 중요할 것이라고 말했습니다.
머스크는 "스타십은 매우 중요한 퍼즐 조각입니다. 컴퓨팅 능력과 처리 능력을 확장하려면 우주로 가야 하고, 그러려면 엄청난 양의 탑재체를 우주로 보내야 하기 때문입니다. 스타십은 바로 그것을 가능하게 할 것입니다."라고 말했습니다.
그는 또한 달 기반 제조 시설과 질량 추진 장치를 활용하여 궤도에 인프라를 배치하는 비용을 더욱 절감하는 것을 포함한 장기적인 개념들을 제시했습니다.
격차의 규모
전 세계 AI 컴퓨팅 용량은 연간 약 20기가와트입니다. 전 세계 모든 반도체 제조 공장을 합쳐도 테라팹(Terafab)이 연간 1테라와트 목표를 달성하는 데 필요한 용량의 약 2%에 불과합니다.
머스크는 주요 글로벌 파운드리 업체를 포함한 기존 공급업체들이 여전히 중요하다고 강조했지만, 그들의 최대 허용 확장률은 자신의 요구 조건에 훨씬 숏 미친다고 언급했습니다.
그는 "테라팹을 건설하든지, 아니면 칩을 확보하지 못하든지 둘 중 하나입니다. 칩이 필요하니 테라팹을 건설해야죠."라고 말했다.
