AI의 심장은 왜 디지털이 아닌 '아날로그'여야 하는가? (엔비디아를 넘어설 새로운 물결)

Bopyo Park 09 Dec 2025

에코 멤버님들,

잘 지내고 계신가요? 오늘은 AI 기술의 최전선에서, 어쩌면 우리가 당연하다고 믿어왔던 ‘디지털 컴퓨팅’이라는 거대한 전제에 의문을 던지는 아주 흥미로운 이야기를 가져왔습니다. 인텔의 AI 칩 부문 책임자였고, 현재는 ‘Unconventional AI’라는 스타트업을 이끌고 있는 나빈 라오(Naveen Rao)의 인터뷰 내용인데요.

우리는 흔히 AI의 발전이 ‘더 빠른 GPU’, ‘더 많은 데이터센터’에 달려있다고 생각합니다. 하지만 나빈 라오는 지금의 방식으로는 머지않아 한계에 부딪힐 것이라고 경고합니다. 바로 ‘에너지’라는 물리적 장벽 때문입니다.

오늘은 단순히 새로운 칩 기술에 대한 이야기가 아닙니다. 우리가 80년 동안 믿어온 ‘0과 1의 세계’가 왜 인공지능이라는 본질 앞에서 흔들리고 있는지, 그리고 ‘아날로그’라는 오래된 방식이 왜 가장 미래지향적인 대안이 될 수 있는지에 대한 통찰을 나누고자 합니다. ‘가장 진보된 기술은 가장 자연스러운 형태를 띤다’는 명제를 다시금 생각해보게 하는 이 이야기를 통해, 다가올 미래의 변화를 남들보다 한발 앞서 감지해 보시길 바랍니다.

1. 0과 1의 딜레마: 디지털은 ‘지능’을 담기에 너무나 비효율적이다

우리는 지난 80년간 디지털 컴퓨터의 시대를 살아왔습니다. 진공관에서 트랜지스터로, 그리고 초미세 반도체로 진화해왔지만, 그 본질은 여전히 ‘수치 연산(Numerics)’입니다. 세상의 모든 현상을 숫자로 치환하고, 그 숫자를 정밀하게 계산하여 시뮬레이션하는 방식이죠.

나빈 라오는 이 지점에서 근본적인 질문을 던집니다. “인공지능(Intelligence)은 본질적으로 확률적이고 불확실한데, 왜 우리는 이것을 굳이 100% 정확해야 하는 결정론적인(Deterministic) 기계 위에서 돌리고 있는가?”

현재 미국 전력망의 약 4%가 데이터센터에 쓰이고 있습니다. 하지만 AI 수요가 폭발하면서 이 수치는 곧 10%를 넘어설 것으로 예측됩니다. 라오는 향후 10년 안에 AI 수요를 감당하려면 400기가와트의 추가 전력이 필요한데, 이는 현재 인프라로는 불가능에 가깝다고 말합니다. 즉, 지금의 방식(디지털 연산)으로 AI를 확장하는 것은 ‘에너지’라는 거대한 벽 앞에서 멈춰 설 수밖에 없는 운명이라는 것입니다.

2. ‘풍동 실험’의 지혜: 계산하지 말고, 물리 그 자체가 되게 하라

그렇다면 대안은 무엇일까요? 라오는 여기서 ‘아날로그 컴퓨팅(Analog Computing)’을 꺼내 듭니다. 이해를 돕기 위해 그는 아주 탁월한 비유를 듭니다. 바로 ‘풍동(Wind Tunnel) 실험’입니다.

비행기 날개 주변의 공기 흐름을 연구할 때 두 가지 방법이 있습니다.

하나는 슈퍼컴퓨터를 이용해 공기 분자 하나하나의 움직임을 복잡한 수식으로 계산(시뮬레이션)하는 것입니다. 이것이 현재의 디지털 AI 방식입니다. 엄청난 전력과 시간이 소요되죠.

다른 하나는 실제로 비행기 모형을 놓고 바람을 불어보는 것입니다. 이때 우리는 공기의 흐름을 계산하는 것이 아니라, 공기라는 물리적 매질이 스스로 흐르게 둡니다. 물리 법칙 그 자체가 연산을 수행하는 셈입니다. 이것이 바로 아날로그 방식입니다.

라오가 추구하는 것은 실리콘 칩 자체가 신경망(Neural Network)의 물리적 특성을 그대로 모방하도록 만드는 것입니다. 0과 1로 변환해서 계산하는 과정을 없애고, 전류의 흐름 그 자체를 지능의 연산으로 활용하는 것이죠. 이렇게 되면 ‘추상화’ 단계가 사라지고 ‘물리’ 그 자체가 지능이 됩니다. 이 방식은 디지털 대비 압도적인 에너지 효율을 가질 수 있습니다.

3. 20와트의 기적: 인간의 뇌를 닮아가는 기술

우리 인간의 뇌는 고작 20와트 정도의 에너지만을 사용합니다. 전구 하나를 겨우 켤 수 있는 에너지로 우리는 복잡한 언어를 이해하고, 자율주행차보다 훨씬 더 유연하게 운전하며, 타인의 감정을 읽어냅니다. 반면, 현재의 거대 AI 모델들은 수만 배의 전력을 쓰면서도 여전히 ‘인과관계(Causality)’를 제대로 이해하지 못합니다.

라오는 그 이유를 ‘시간(Time)’에서 찾습니다. 디지털 컴퓨터에서 시간은 정지된 숫자들의 나열로 시뮬레이션될 뿐이지만, 현실 세계와 아날로그 시스템에서는 ‘시간의 흐름’ 자체가 연산의 일부입니다. 우리 뇌가 세상을 이해하는 방식, 스테판 커리가 슛을 쏘는 순간 수많은 변수를 직관적으로 통합하는 방식은 디지털 연산보다는 아날로그적 파동에 가깝습니다.

결국 미래의 AI 하드웨어는 단순히 ‘연산 속도’를 높이는 것이 아니라, 생물학적 뇌의 작동 원리(물리학)를 얼마나 하드웨어적으로 구현해내느냐에 달려 있다는 것입니다.

4. 미친 생각(Crazy Idea)이 세상을 바꾼다

나빈 라오는 인터뷰 말미에 자신을 향해 “미쳤다”고 말하는 사람들에 대해 이야기합니다. 잘 나가는 빅테크 기업의 안정적인 자리를 박차고 나와, 아무도 성공하지 못한 ‘아날로그 AI 칩’을 만들겠다고 나섰으니 그럴 만도 합니다.

하지만 그는 말합니다.

“인류의 진보는 언제나 미친 사람들에 의해 이루어졌습니다. 모두가 안 된다고 할 때, 그 불가능해 보이는 틈새를 비집고 들어가는 것이 엔지니어의 숙명입니다.”

그는 칩을 처음 전원에 연결했을 때 연기가 피어오르는(실패하는) 순간조차도 엔지니어에게는 살아있음을 느끼게 하는 도파민의 원천이라고 말합니다. 안전한 길은 이미 포화상태입니다. 지금 AI 시대에 진정으로 필요한 인재는 기존의 성공 방정식(GPU, 트랜스포머)을 답습하는 사람이 아니라, 그 기저에 깔린 ‘물리학’과 ‘시스템’을 처음부터 다시 설계할 수 있는 용기를 가진 사람입니다.