STM32N6 기반 ST Edge AI 솔루션, 엣지 디바이스에서 AI 추론 작업 가능
효율적인 로컬 처리 솔루션 제공하여 AI 기반 애플리케이션 구현해

인공지능(AI)이 점점 보편화되고 데이터 수집이 기하급수적으로 증가하면서, 모든 데이터를 클라우드에서 원격으로 처리하는 것은 유지가 불가능하고 비현실적인 일이 되었다. 

이에 따라 보다 효율적인 로컬 처리 솔루션, 즉 ‘엣지 AI’ 에 대한 수요가 급증하고 있다.

ABI Research에 따르면, 엣지 AI 시장은 향후 10년간 크게 성장할 것으로 전망된다. 농업, 자동차, 셀룰러 네트워크, 의료, 제조, 개인 및 업무용 디바이스, 소매, 로보틱스 등 다양한 업종에서 엣지 AI 애플리케이션용 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)의 사용이 크게 늘어날 것으로 보인다. 이러한 기하급수적인 성장으로 2030년에는 유닛 수가 약 18억 대에 도달할 것으로 예상된다.

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)는 이러한 시장 성장 가능성을 미리 예측하고 준비하여 STM32N6와 같은 혁신적인 엣지 AI 솔루션을 개발했다. ST마이크로일렉트로닉스(STM32 마이크로컨트롤러 및 Edge AI 솔루션 담당 기술 지원)의 문현수 차장에게 좀더 자세한 이야기를 들어본다. 



Q.   ST가 엣지(Edge) AI 기반 MCU 제품을 개발하게 된 배경과 이유는 무엇입니까.

ST가 엣지 AI 기반 MCU 개발에 적극적으로 나선 배경에는 급격히 성장하는 지능형 사물 시장이 있습니다. AI와 클라우드 기술로 대표되는 지능형 사물 시대의 시장 규모는 지속적으로 성장하고 있으며, 2027년까지 1000억 달러 이상의 시장으로 성장할 것으로 예측되고 있습니다. 이러한 시장 성장과 함께 엣지 AI와 온디바이스 AI는 새로운 AI 시장 영역으로 창출되고 있습니다.

실제로 ST에서도 이러한 시장 변화를 체감하고 있습니다. 2025년 6월 기준, 지난 1년 동안 약 16만 개의 AI 툴 기반 프로젝트가 진행되었을 만큼 AI는 현재 시장의 큰 흐름이 되었습니다. 보통 엣지 AI로 더 잘 알려진 이 온디바이스 추론은 임베디드 시스템, 특히 애플리케이션을 호스팅하는 처리 하위 시스템의 설계에 대한 접근 방식을 변화시키고 있습니다. 




Q.   STM32N6 기반 ST Edge AI 솔루션은 엣지 디바이스에서 AI 추론 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 지원한다는 점이 매우 인상적인데.

ST는 AI가 디바이스에 직접 내장되어 엣지 AI가 현실이 되는 미래를 구상하고 있습니다. ST는 엣지에서 AI 기능을 지원하여, 클라우드 컴퓨팅에 대한 의존도를 줄이며, 그 결과 에너지를 절약하고 지연 시간을 단축하는 것을 목표로 합니다. 이러한 비전을 실현하기 위해 ST는 AI 워크로드를 할당하기 위해 주요 임베디드 애플리케이션에 사용할 수 있는 고도로 병렬화된 하드웨어 코프로세서를 갖춘 특수 설계된 NPU인 Neural-ART Accelerator™ 시리즈의 첫 번째 제품을 발표했습니다.

STM32 마이크로컨트롤러에 통합된 획기적인 Neural ART Accelerator는 엣지 디바이스에서 AI 추론 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 지원합니다. 마이크로컨트롤러 기술 및 AI에 대한 ST의 광범위한 전문성을 활용하는 이 차세대 NPU는 다양한 애플리케이션에 적합한 강력하고 효율적이며 확장 가능한 솔루션을 제공합니다. 개발자가 가속기의 아키텍처를 효율적으로 활용할 수 있도록 모델의 평가, 최적화 및 배포를 지원하는 개발 도구 체인도 중요합니다. ST 엣지 AI 제품군은 개발자가 Keras, TensorFlow-Lite, ONNX와 같은 인기 있는 AI 프레임워크를 활용하여 STM32 마이크로컨트롤러(MCU)용 AI 애플리케이션을 개발할 수 있는 도구를 제공합니다.


Q.   STM32N6가 엣지 AI 구현에 최적화된 ST의 최신 고성능 MCU라고 자신하는 이유는 무엇인가.

이 제품은 800MHz로 작동하는 Arm® Cortex®-M55 코어와 ST의 독자적인 NPU인 Neural-ART Accelerator™가 탑재되어 있습니다. Neural-ART Accelerator는 1GHz로 동작하며 최대 600 GOPS의 연산 성능을 제공하여 사전 학습된 인공 신경망 모델을 매우 효율적으로 처리합니다.

또한 Arm 헬리움(Helium) 벡터 연산 기술을 지원하여 신호처리와 AI 모델 추론에 필요한 벡터와 행렬 연산을 하드웨어 수준에서 가속화할 수 있습니다. MIPI CSI-2 인터페이스와 내장 ISP(Image Signal Processor), H.264 인코더, NeoChrom 그래픽 가속기까지 통합되어 외부 영상처리 칩 없이도 실시간 영상 처리 및 추론을 수행합니다. 이러한 통합 아키텍처는 E2E(End-to-End) AI 비전 애플리케이션을 구현해 시스템 복잡도와 부품 원가를 획기적으로 절감할 수 있다는 점에서 매우 차별화된 솔루션입니다.

 
Q.   엣지 AI는 보안도 중요한데, STM32N6 MCU는 보안 측면에서 어떠한 기능을 제공하는지요. 

STM32N6는 SESIP 레벨 3 및 PSA 레벨 3 인증과 같은 최신 표준을 충족하는 고급 보안 기능을 제공합니다. 
STM32N6는 온디바이스 AI 처리를 통해 향상된 데이터 보안을 제공합니다. 엣지 디바이스에서 수집한 데이터를 AI 모델로 즉시 추론하기 때문에 실시간 데이터 처리가 가능해져 더 빠른 응답 시간과 함께 향상된 데이터 보안을 제공합니다. 클라우드로 데이터를 전송할 필요가 없어 데이터 유출 위험을 최소화하고 사용자 개인정보 보호를 강화합니다.

모든 데이터를 클라우드에서 원격으로 처리하는 것이 유지 불가능하고 비현실적인 상황에서 STM32N6와 같은 엣지 AI 솔루션은 보다 효율적인 로컬 처리 솔루션을 제공하여 네트워크 부하를 감소시키고 지연 시간을 단축시켜 보다 빠르고 우수한 응답성의 AI 기반 애플리케이션을 구현할 수 있습니다.


Q.   그렇다면, STM32N6를 활용할 수 있는 분야가 아주 많을 것 같습니다. 엣지 AI MCU의 유망 분야를 꼽자면요. 

글로벌 시장조사 전문기관 ABI 리서치에 따르면 엣지 AI 시장은 향후 10년간 크게 성장할 것으로 전망되며, 농업, 자동차, 무선 네트워크, 의료, 제조, 개인 및 업무용 디바이스, 소매, 로보틱스 등 다양한 업종에서 엣지 AI 애플리케이션용 MCU의 사용이 크게 늘어날 것으로 예측됩니다. 2030년에는 유닛 수가 약 18억 대에 도달할 것으로 예상되어, 엣지 AI MCU 시장의 성장 가능성이 매우 높다고 볼 수 있습니다.

엣지 AI MCU는 다양한 산업 분야에서 광범위하게 활용될 수 있습니다. 실시간 데이터 처리가 중요한 인더스트리 4.0, 스마트 빌딩, 스마트 시티와 같은 산업용 분야, 사용자 프라이버시가 중요한 스마트 홈 가정용 기기, 개인정보 보호가 핵심인 헬스케어 의료기기, 커넥티비티와 지능형 기능이 필요한 가전제품 등이 주요 타겟 시장입니다.

 

Q.   STM32N6를 적용한 고객 성공사례 중에 가정용 애플리케이션이 있다고 하는데요.

우리의 일상생활과 밀접한 관계가 있는 엣지 AI 적용 사례를 소개한다면, 가정용 드럼 세탁기를 말할 수 있습니다. 엣지 AI를 적용하여 세탁물의 무게를 측정하여 무게에 적정한 세제와 물 사용량, 세탁 시간을 결정하여 최대 40%까지 에너지 효율을 최적화할 수 있습니다.

여기서 키 포인트는 ST의 나노엣지 AI 스튜디오(NanoEdgeTM AI Studio)라는 AI 알고리즘을 구현할 수 있는 무료 머신 러닝 툴이다. 나노엣지 AI 스튜디오에서 제공하는 외삽(Extrapolation) 알고리즘을 사용하여 드럼 세탁기 내 의류의 무게를 정확하게 측정하는 회귀 머신 러닝 모델을 빠르게 구축하였으며, 추정 오차는 단 100g정도로 매우 정교하다고 할 수 있습니다. 
 
Q.   또 다른 사례로 AI 스마트 미러도 있다고 들었습니다. 

맞습니다. 이 솔루션은 STM32 Model Zoo에서 제공되는 파트너사 울트라리틱스(Ultralytics)의 YOlOv8n_pose 모델을 활용하여 구현되었습니다. AI 스마트 미러는 거울에 AI 기술을 적용하여 사람의 포즈를 실시간 추정하고 이에 대한 피드백을 제공하는 시스템입니다.

YOlOv8n_pose는 포즈 추정 애플리케이션을 위한 최첨단 모델로, 높은 프레임 속도와 함께 정확한 키포인트를 제공합니다. 이러한 모델은 높은 수준의 연산 능력이 필요하며, Neural-ART 가속기를 내장한 STM32N6가 가장 적합한 MCU 옵션입니다. STM32N6에서 이 모델을 쉽게 최적화하고 배포하기 위해 STM32 Model Zoo와 STM32Cube.AI 코드 최적화 툴에서 제공하는 스크립트를 사용했습니다. 실내 공간에서 사람이 있는 방향을 파악하거나 헬스케어 디바이스에서 사용자의 자세를 실시간으로 추적하여 운동 자세 교정 등에 활용하는 시나리오에 적용되고 있습니다. 그 외에도 많은 엣지 AI 적용 사례들은 ST Edge AI Suite의 적용 사례에서 확인하실 수 있습니다.


Q.   중요한 것은 개발자가 STM32N6를 쉽게 활용할 수 있어야 합니다. 이를 별도로 제공되는 툴이나 SDK가 있다면요.

네, 매우 좋은 질문입니다. ST의 차별화 요소이며 강점이 바로 사용자 친화적인 AI 개발을 위한 툴입니다. ST는 인공 지능(AI) 모델의 학습, 개발 및 배포하기 위한 종합적인 툴, 예제 코드, 머신 러닝 모델 및 리소스를 제공하는 엣지 AI 스위트(Edge AI Suite)와 같은 소프트웨어 및 툴 에코시스템을 제공함으로써, 진입 장벽을 지속적으로 낮춰 개발자가 실시간 운영체제에서 AI 가속 성능을 활용하도록 지원합니다. 

구체적으로, STM32N6-AI 에코시스템을 통해 고성능 STM32N6 MCU에서 AI 모델 개발 및 배포를 지원하기 위한 포괄적인 툴과 리소스를 제공합니다. 이 툴들은 개발 과정을 간소화하고 개발자가 최적의 성능과 효율성을 달성할 수 있도록 설계되었으며, BYOD(자체 데이터 사용)와 BYOM(자체 모델 사용) 방식을 모두 지원합니다.




또한 Keras, TensorFlow-Lite, ONNX와 같은 인기 AI 프레임워크의 모델을 원활하게 지원하면서 AI 개발 파이프라인을 매끄럽게 만들며, 사람 감지, 이미지 분류와 같은 간단한 CV 및 오디오 애플리케이션부터 자세 추정, 인스턴스 분할, 얼굴과 손의 랜드마크 감지, 오디오 장면 인식과 같은 더 복잡하고 최적화된 애플리케이션까지 다양한 예제를 제공합니다.

현재 다른 어떤 범용 MCU 제조사도 이처럼 맞춤화 및 최적화가 진행된 엣지 AI용 하드웨어 및 소프트웨어 에코시스템을 갖추고 있지 못합니다. STM32N6는 NPU, ISP, CSI-2 인터페이스, H.264 인코더, NeoChrom 그래픽 가속기까지 통합된 아키텍처를 제공하여 외부 SoC나 전용 처리 장치 없이도 E2E AI 비전 애플리케이션을 구현할 수 있게 합니다.


Q.   앞서 설명을 들으니 향후 한국시장에서의 목표가 궁금합니다. 또한 앞으로의 계획이나 로드맵이 있다면요. 

STM32N6는 스타트업이나 중소기업들에게도 상당한 비즈니스 기회를 제공할 것으로 전망됩니다. 클라우드 연산에 의존하지 않고 엣지에서 AI를 직접 처리함으로써 데이터 전송 비용을 줄이고, 사용자 개인정보 보호를 강화할 수 있어 보안과 실시간성이 중요한 산업용, 스마트 홈, 헬스케어, 가전 등 다양한 시장에서 경쟁력 있는 제품을 개발할 수 있습니다. 

정리하자면, STM32N6는 기술적인 유연성과 상업적인 가능성을 모두 제공하며, 하나의 MCU로 고성능 AI 제품을 구현할 수 있어 ?부품원가 비용 절감 ?설계 단순화 ?사용자 친화적인 에코시스템 제공 ?고객 제품 개발 속도 가속화라는 점에서 확실한 경쟁력이 있습니다. 특히 한국의 높은 기술 수준과 혁신적인 개발 문화를 고려할 때, STM32N6 기반의 다양한 엣지 AI 솔루션들이 한국 시장에서 성공적으로 구현될 것으로 기대됩니다. 엣지 AI의 리더로서 한국 시장 내 입지를 더욱 공고히 할 ST의 엣지 AI 솔루션에 많은 관심을 부탁드립니다. 



 궁금해요 ! 
ST의 STM32 MCU 사업부는 어떤 조직?

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)의 STM32 마이크로컨트롤러(MCU) 사업부는 글로벌 MCU 시장에서 확고한 리더십을 구축하고 있다.



2007년 STM32 제품군을 출시한 이후 현재까지 10만 이상의 고객들이 STM32를 사용하고 있으며, 누적 130억 개 이상의 제품이 출하되었다. 이는 STM32가 전 세계적으로 광범위하게 채택되고 있음을 보여주는 수치이다.

ST는 2023 & 2024년 범용 MCU 부문에서 연속적으로 세계 랭킹 1위를 유지하고 있어 시장에서의 기술적 우위와 신뢰성을 입증하고 있다. STM32는 이미 산업계에서 표준 MCU라고 불릴 수 있을 정도로 뛰어난 성능과 광범위한 개발 에코시스템, 호환성, 비용 효율성을 바탕으로 시장과 고객들로부터 인정받고 있는 제품이다.