‘슈퍼노드’란 무엇인가… 미·중 AI 패권전의 새로운 게임 체인저 부상

1조 개 매개변수 시대, 수백~수만 개 칩을 단일 가속기로 연동하는 ‘슈퍼노드(Supernode)’ 부상
단일 반도체 성능 열위 극복 카드… 화웨이·ZTE·비런 등 中 가속기 진영 WAIC서 총출동
美 제재 우회 기대감 속 막대한 초기 설계 비용·전력 소모 및 광 인터커넥트 상용화 한계 상존

슈퍼노드는 개별 칩의 힘을 모아 대규모 AI 모델을 훈련함으로써 중국이 미국의 수출 통제를 우회하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 사진=로이터

인공지능(AI) 대형언어모델(LLM)의 매개변수가 1조 개를 넘어서며 초거대 컴퓨팅 인프라 수요가 폭증하자, 컴퓨팅 영역의 판도를 바꿀 핵심 개념으로 ‘슈퍼노드(Supernode)’가 급부상하고 있다.

개별 칩 성능의 한계를 넘어 수백에서 수천, 수만 개의 칩을 고속 상호 연결과 메모리 공유 기술로 묶어 하나의 거대한 슈퍼컴퓨터처럼 작동시키는 이 시스템은, 미국의 대중국 반도체 수출 제재를 극복하려는 중국 AI 생태계의 차세대 핵심 무기로 작용하고 있다.

7월 26일(현지시각) 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 보도 및 글로벌 반도체·서버 가치사슬 분석에 따르면, 상하이에서 열린 2026 세계인공지능대회(WAIC)를 기점으로 중국 AI 컴퓨팅 시장의 경쟁 축이 단순 칩 스펙 싸움에서 ‘상호연결(Interconnect)·메모리 공유·시스템 신뢰성’을 통합한 슈퍼노드 아키텍처로 전격 이동했다.

슈퍼노드란 무엇인가: 단순 칩의 집합이 아닌 ‘시스템 단위의 일원화’

상하이 소재 AI 컴퓨팅 자원 기업 수아노바(Suanova)의 첸 달리량 CEO는 "많은 이들이 그저 GPU(그래픽 처리 장치)를 많이 모아 놓으면 슈퍼노드가 된다고 오해하지만, 이는 사실이 아니다"라고 잘라 말했다.

정의상 슈퍼노드는 단순한 하드웨어 수량 확장이 아니라 연산(Compute), 저장(Storage), 네트워킹(Networking), 관리 및 소프트웨어 프레임워크를 정밀하게 결합해 단일 엔진처럼 구동하는 고도화된 통합 시스템이다. 올바르게 구축된 슈퍼노드는 연산 처리 자원 활용률을 50% 이상 끌어올리고 네트워크 통신 대역폭을 2배 이상 확대하는 효율을 발휘한다.

이 같은 대규모 구성을 위해 업계는 두 가지 핵심 연결 경로를 개발 중이다.

전기적 직교 아키텍처(OEX)는 내부 고속 케이블을 제거하고 공간 구조를 직교 형태로 전환해 신호 전송 길이를 최단화하는 기술이다.

근접 패키지 광학(NPO) 및 광 인터커넥트는 회로 기판 위 칩 근처로 광학 엔진을 배치해 신호 손실과 발열, 전력 소모를 획기적으로 낮추는 기술이다.

화웨이·ZTE 등 중국 반도체 진영 총출동… 미 제재 우회 수송 전술

엔비디아(Nvidia) 등 첨단 AI 칩에 대한 미국의 대중국 수출통제가 지속되는 국면에서, 슈퍼노드는 개별 칩 성능의 우위를 단기간에 확보하기 어려운 중국이 ‘시스템 성능의 우위’로 미국에 대항하기 위한 독자적인 방어선이다.

이번 WAIC에서는 중국의 주요 가속기 및 서버 제조사들이 차세대 슈퍼노드 솔루션을 대거 쏟아냈다.

화웨이(Huawei)는 독자 상호연결 프로토콜 '링쿠(Lingqu)' 기반의 '아틀라스 950 슈퍼포드(Atlas 950 SuperPoD)' 실물을 전격 공개하고 64카드를 기본 단위로 최대 8,192개 가속기 카드를 고속 연동 지원한다.

ZTE는 최대 16,384개 GPU를 연동하며 이종(異種) 국내 산 AI 칩과 호환되는 개방형 슈퍼노드 플랫폼을 전시한다.

수곤(Sugon)은 100% 자국산 칩으로 구동되는 10만 장 규모의 '수곤 8000' 슈퍼클러스터를 선보였고, 비런 테크놀로지(Biren)는 1,024개 카드를 병목 없이 묶어내는 NPO 기반 광학 슈퍼노드를 공개했다.

실제로 알리바바(Alibaba)는 자사 최상위 AI 프로세서 '젠우(Zhenwu) M890' 기반의 슈퍼노드 아키텍처를 새로 출시된 'Qwen 3.8' 모델에 적용하며, 2조 개 매개변수를 넘어서는 초거대 LLM 구동을 국산 시스템으로 성사시켰다.

컴퓨팅 파워 병목 현상의 완벽한 해답이 될 수 있는가?

슈퍼노드가 미·중 AI 기술 패권전에서 중국에 강력한 돌파구를 제공하고 있지만, 실제 상용화와 현장 배치에는 여전히 가혹한 과제가 가로막고 있다.

설계 단계 비용만 1억 위안(약 216억 원)을 넘어서며, 시제품 한 대 제작에 최대 3,000만 위안이 투입된다. 네트워크 최적화에만 18개월 이상이 소요되어, 빠른 기술 교체 주기 속에서 완성 시점에 이미 구형으로 전락할 위험을 안고 있다.

초고밀도 시스템 특성상 전력 소모와 발열이 극심하다. 800V 고전압 직류(HVDC) 전력망과 액체 냉각(Liquid Cooling) 시스템 구축이 필수적이어서 인프라 개조 비용이 막대하다.

초국소 기상 예보나 2조 개급 LLM 훈련에는 대형 클러스터가 필수적이나, 병원 단층 촬영 및 특정 다중모달 분석 등은 4~96장 수준의 칩으로도 충분하다. 무조건적인 대형화가 최선은 아니다.

단일 칩의 기술적 한계를 ‘시스템의 집적’으로 극복하려는 중국의 슈퍼노드 기술 자강론 전술은, 하반기 글로벌 AI 가속기 수급 추이와 차세대 슈퍼컴퓨팅 생태계의 패권 향방을 결정할 거시 산업 변수로 작용하고 있다.

신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com