Ultralytics와 STMicroelectronics는 저전력 마이크로컨트롤러에 YOLO 모델을 효율적으로 배포하고 엣지에서 정확한 실시간 추론을 구현하기 위해 협력했습니다.
산업 전반에서 AI 도입이 확대됨에 따라 엣지에서 실시간 추론을 실행할 수 있는 고성능·저전력 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 기술적 요구에 대응하기 위해 STMicroelectronics는 임베디드 AI 워크로드를 위해 설계된 통합 신경 처리 장치(NPU)를 탑재한 STM32N6 마이크로컨트롤러를 출시했습니다.
STM32N6에서 Ultralytics YOLO 모델을 실행함으로써 STMicroelectronics는 마이크로컨트롤러에서도 정확하고 효율적인 임베디드 비전 AI가 가능하다는 점을 입증했으며, 스마트 시티, 헬스케어, 소비자 가전과 같은 다양한 분야에서 확장 가능한 온디바이스 인텔리전스를 구현할 새로운 기회를 열었습니다.
엣지의 저전력 디바이스를 위한 비전 AI 탐색#
STMicroelectronics는 전 세계 50,000명 이상의 직원과 200,000곳 이상의 고객을 보유한 반도체 기술 분야의 글로벌 리더입니다. STMicroelectronics는 전기차와 산업 장비부터 스마트 홈 디바이스와 소비자 가전에 이르기까지 다양한 애플리케이션을 지원하는 칩을 설계하고 제조합니다.
더 많은 산업에서 디바이스를 더욱 스마트하고 반응성 높게 만들기 위해 AI를 도입함에 따라, STMicroelectronics는 이러한 기능을 엣지에 직접 제공하는 데 주력해 왔습니다. 예를 들어 강력하고 에너지 효율적인 칩인 STM32N6 마이크로컨트롤러는 컴퓨터 비전과 같은 온디바이스 AI 작업을 처리할 수 있습니다.
STMicroelectronics는 개발자가 STM32N6에서 임베디드 비전 애플리케이션을 구축할 수 있도록 마이크로컨트롤러에서 효율적으로 실행할 수 있는 유연하고 고성능인 모델을 찾았습니다. Ultralytics YOLO 모델은 속도, 정확도, 통합 편의성을 안정적으로 결합하여 이러한 요구에 적합한 솔루션으로 확인되었습니다.
AI 기반 임베디드 시스템 구현의 제약#
Edge AI라는 개념이 널리 받아들여지기 전에는 일반적으로 대규모 중앙 집중식 시스템인 클라우드 서버나 GPU(그래픽 처리 장치)에서 실행되도록 컴퓨터 비전 모델을 개발했습니다. 이러한 플랫폼은 대규모 모델을 학습하고 배포하는 데 필요한 컴퓨팅 성능을 제공했지만, 높은 에너지 소비, 네트워크 의존성, 지연 시간, 운영 비용 증가와 같은 제약도 초래했습니다.
헬스케어, 소비자 가전, 스마트 시티와 같은 산업에서 더욱 스마트한 실시간 애플리케이션을 구현하려는 관심이 커지면서, 데이터가 생성되는 위치인 디바이스 자체에 AI 처리를 더 가깝게 배치하는 것이 기술적 필수 요건이자 전략적 기회라는 점이 분명해졌습니다.
그러나 저전력 마이크로컨트롤러에서 AI 모델을 실행하는 일은 어려울 수 있습니다. 이러한 디바이스는 일반적으로 메모리, 컴퓨팅 성능, 에너지 용량이 제한적이므로 성능이나 정확도를 저하하지 않고 복잡한 비전 모델을 배포하기가 어렵습니다.
STMicroelectronics는 개발자가 모델이나 워크플로를 크게 단순화하지 않고도 STM32N6 마이크로컨트롤러에서 안정적인 실시간 컴퓨터 비전 기능을 구현할 수 있도록 충분한 범용성을 갖춘 모델 제품군을 식별해야 했습니다. 목표는 임베디드 시스템의 엄격한 제약을 준수하면서 의미 있는 온디바이스 AI를 제공하는 것이었습니다.
마이크로컨트롤러에서 간소화된 YOLO 모델 배포#
STMicroelectronics는 저전력 임베디드 디바이스에서 고급 AI를 구현하기 위해 Neural-ART Accelerator™를 탑재한 고성능 마이크로컨트롤러 STM32N6를 출시했습니다. 이는 엣지 AI 워크로드를 위해 특별히 구축된 자체 개발 신경 처리 장치(NPU)입니다. 이 기술을 통해 개발자는 디바이스에서 직접 AI 추론을 실행하여 클라우드 컴퓨팅 의존성을 줄이고 속도, 응답성, 에너지 효율성을 향상할 수 있습니다.
STMicroelectronics는 마이크로컨트롤러에서 Ultralytics YOLO 모델을 실행하여 STM32N6의 기능을 평가하고 시연하기 위해 Ultralytics와 파트너십을 체결했습니다. 속도와 정확도의 균형으로 잘 알려진 Ultralytics YOLO 모델은 리소스가 제한된 환경과 임베디드 배포에 적합합니다.
그림 1. STM32N6에서 Ultralytics YOLO 모델을 실행하는 예시입니다.
STMicroelectronics는 다양한 YOLO 모델 변형을 STM32N6에서 직접 실행하여 마이크로컨트롤러의 전력 및 메모리 제한 내에서 객체 감지, 분류, 추적과 같은 다양한 비전 AI 사용 사례를 시연할 수 있었습니다. 이 협업을 통해 개발자는 확장 가능하고 프로덕션에 바로 사용할 수 있는 비전 모델을 활용하여 실시간 AI 기반 임베디드 시스템을 배포할 수 있는 안정적인 선택지를 확보하게 되었습니다.
Ultralytics YOLO 모델을 선택한 이유#
Ultralytics YOLO 모델은 AI가 지원되는 임베디드 시스템에 필요한 정확도, 효율성, 범용성의 적절한 조합을 STMicroelectronics에 제공했습니다. 이 모델은 STM32N6과 같은 저전력 마이크로컨트롤러에서 실행할 수 있을 만큼 가벼우면서도 실시간 객체 감지 및 인스턴스 세그멘테이션 성능을 제공할 만큼 강력합니다.
예를 들어 STM32N6에서 256×256 해상도로 Ultralytics YOLOv8n 모델을 실행했을 때, 시스템은 초당 34프레임에 도달했으며 각 추론에는 약 29밀리초가 소요되었습니다. 전력 측정 결과 추론당 9.4밀리줄만 사용한 것으로 나타나 저전력 디바이스에서 실시간 비전 작업을 수행하는 데 적합한 것으로 확인되었습니다.
여러 YOLO 모델 변형을 지원하므로 개발자는 애플리케이션의 제약 조건에 따라 속도, 크기 또는 정확도를 기준으로 유연하게 파인튜닝할 수 있습니다. 통합이 쉬운 아키텍처와 강력한 커뮤니티 및 문서 지원이 결합되어, Ultralytics YOLO는 광범위한 임베디드 사용 사례에서 비전 AI 도입을 가속하려는 STMicroelectronics의 목표에 자연스럽게 부합했습니다.
Ultralytics Enterprise 라이선스를 통해 STMicroelectronics는 고객이 내부 테스트 및 개발을 위해 전체 YOLO 모델 제품군에 액세스할 수 있도록 지원합니다. 그러나 상용 배포의 경우 고객은 라이선스 양식을 통해 Ultralytics에 직접 자체 상용 라이선스를 요청해야 합니다. 이를 통해 규정을 준수하고 프로덕션에 바로 사용할 수 있는 확장 가능한 비전 AI 솔루션으로 나아가는 경로를 지원합니다.
스마트 시티부터 헬스케어까지: 실제로 구현되는 확장 가능한 엣지 AI#
STM32N6 마이크로컨트롤러에서 Ultralytics YOLO 모델을 직접 실행할 수 있게 되면서 STMicroelectronics와 개발자 생태계에 광범위한 비전 AI 애플리케이션이 열렸습니다. 외부 처리나 클라우드 연결에 의존하지 않고 디바이스에서 빠르고 정확한 추론을 제공함으로써, 이 솔루션은 소형 저전력 시스템에 지능형 기능을 배포할 수 있도록 합니다.
고객은 스마트 시티 인프라에서의 실시간 보행자 및 차량 감지, 산업 자동화에서의 온디바이스 안전 점검 및 품질 관리, 휴대용 헬스케어 도구에서의 AI 지원 진단 등 다양한 분야의 사용 사례를 탐색하고 있습니다. 마찬가지로 소비자 가전 분야에서도 YOLO 모델은 배터리로 작동하는 디바이스의 성능 제약 내에서 존재 감지, 제스처 인식, 객체 추적과 같은 반응성 높은 기능을 구현합니다.
오늘 구축하는 미래의 비전 AI 솔루션#
AI가 계속 발전함에 따라 STMicroelectronics는 강력하고 효율적인 솔루션을 엣지 디바이스에 더 쉽게 제공하는 데 주력하고 있습니다. Ultralytics와 같은 파트너와 긴밀히 협력하여 개발자가 바로 사용할 수 있는 모델, 도구, STM32 호환 리소스를 통해 더 빠르게 시작할 수 있도록 지원하고 있습니다.
엣지 AI 혁신을 향한 다음 단계로 나아가세요. GitHub 저장소를 방문하여 Ultralytics YOLO 모델이 임베디드 비전을 어떻게 변화시키고 있는지 알아보세요. 헬스케어 분야의 AI와 소매업의 컴퓨터 비전 애플리케이션을 살펴보고, 지금 라이선싱 옵션도 확인해 보세요!
