테슬라 AI 추론 칩

테슬라 AI 추론 칩은 테슬라의 카메라 기반 운전자 보조 시스템인 완전자율주행(Full Self-Driving), 곧 FSD를 돌리는 차량 내 맞춤형 프로세서다. 추론은 학습을 마친 신경망을 실시간으로 돌려 결정을 내리는 일로, 데이터센터에서 신경망을 처음 학습시키는 일과 구분된다. 2026년 4월 테슬라는 다음 추론 칩인 AI5의 설계를 마쳤고, 일론 머스크는 AI5가 차량보다 먼저 옵티머스 로봇과 테슬라 데이터센터에 쓰인다고 말했다.

테슬라 AI 추론 칩은 무엇인가?

이 칩은 차에 실린 두뇌다. 카메라 영상을 읽고 조향, 제동, 가속을 클라우드에 묻지 않고 차 안에서 바로 결정한다. 칩 계열은 하드웨어 3(HW3)에서 AI4로도 불리는 하드웨어 4, 설계를 막 마친 AI5, 그리고 계획 중인 AI6로 이어진다. 차에 들어간 칩 세대가 돌릴 수 있는 FSD의 상한을 정한다.

테슬라 AI 추론 칩을 만든 이유

개발은 2016년 2월 테슬라가 칩 설계자 짐 켈러와 피트 배넌이 이끄는 맞춤형 칩 팀을 꾸리면서 시작됐다. 계기는 홀로서기의 필요였다. 테슬라의 비전 칩 협력사였던 모빌아이가 2016년 관계를 끝내자, 테슬라는 자체 칩을 설계하는 동안 엔비디아 드라이브 PX 2 컴퓨터를 바탕으로 한 임시 하드웨어 2를 출하했다. 테슬라는 범용 칩을 빌려 쓰는 대신, 달리는 차 안에서 신경망을 돌리는 데만 맞춘 칩을 원했다. 직접 설계하면 원가, 로드맵, 그리고 칩과 자체 소프트웨어의 궁합을 테슬라가 쥘 수 있었다.

작동 원리

첫 FSD 칩은 약 18개월의 개발 끝에 생산에 들어갔고, 처음 나온 칩이 그대로 작동했으며, 2019년 3월 모델 S와 모델 X에 대량 탑재됐다. HW3 기판에는 FSD 칩 2개가 나란히 돌며 서로의 결과를 검증한다. 칩 하나에는 ARM 코어텍스-A72 프로세서 코어 12개와 시스톨릭 어레이 2개가 들어 있다. 시스톨릭 어레이는 신경망이 쓰는 계산에 맞춘 곱셈기 격자다. 처리 속도는 크게 뛰었다. HW3는 초당 약 2,300프레임의 카메라 영상을 처리했고, 이전 HW2.5 기판은 110프레임에 그쳤다.

모든 세대를 관통하는 가장 뚜렷한 흐름은 공정 노드다. 공정 노드는 칩에 새기는 가장 작은 회로의 크기를 말한다. 회로가 작을수록 칩은 더 촘촘하고 효율적이다.

HW3는 텍사스주 오스틴의 삼성전자 14나노미터 공정에서 만들었고, AI4는 삼성전자 7나노미터로 옮겼으며, AI6는 텍사스주 테일러에 있는 삼성전자의 2나노미터 라인에서 만들 예정이다. 공정이 미세해질 때마다 전력 1와트당 연산 능력이 커진다. 칩이 콘센트가 아닌 차량 배터리로 돌아가기 때문에 이 차이가 크다.

테슬라 AI 추론 칩의 경제학

달러 표시가 없어도 돈의 논리는 단순하다. 차량과 로봇을 합친 대수에 세대 수를 곱하고, 칩이 내리는 결정 하나당 내려가는 원가를 곱한다. 공정이 미세해질 때마다 테슬라의 칩 원가는 내려가고, 팔 수 있는 자율주행 기능은 늘어난다. 이 프로그램은 2025년 7월 28일 삼성전자와 맺은 165억달러 규모의 계약의 바탕이다. 텍사스주 테일러의 새 공장 2나노미터 라인에서 AI6 칩을 만드는 계약으로, 테슬라는 AI6를 자동차, 로봇, AI 학습에 함께 쓰는 단일 설계로 소개했다. 머스크는 계약 금액은 최소치이며 실제 생산량은 그 몇 배가 될 가능성이 크다고 말했다. 목표는 세대마다 결정 하나당 원가를 낮추고 외부 반도체 업체에 덜 기대는 것이다.

테슬라 AI 추론 칩의 현황

2026년 10월 기준 신차에 들어가는 칩은 AI4다. 2023년부터 탑재되기 시작했고 프로세서 코어가 20개다. 세대별 변화에서는 메모리도 중요하다. 메모리는 칩이 모델과 처리 중인 데이터를 담아 두는 작업 공간이다.

HW3에는 8GB의 메모리가 실렸고, AI4는 이를 16GB로 2배로 늘리고 저장 공간도 4배로 키웠다. 메모리가 클수록 더 큰 FSD 모델을 돌릴 수 있다. 그래서 HW3 차주는 경량판인 FSD v14 라이트를 받는다. 테슬라가 AI4 소프트웨어를 구형 컴퓨터에 맞게 압축한 버전으로, 2026년 2분기부터 배포를 시작했다. HW3와 HW4 개발을 이끈 피트 배넌은 2025년 8월 테슬라를 떠났다.

앞으로의 계획

AI5는 2026년 4월 15일 테이프아웃했다. 완성된 설계를 공장으로 넘겼다는 뜻이다. 머스크는 2026년 2분기 실적 발표 콘퍼런스콜에서 2027년 양산을 기대한다고 말했다. 테슬라는 TSMC(처음에는 대만, 이후 애리조나)와 삼성전자, 두 반도체 업체에 동시에 생산을 맡겨 공급처를 두 곳으로 확보했다. 머스크는 2025년 9월 AI5가 AI4보다 얼마나 앞서는지 설명했다.

가장 크게 뛴 것은 메모리 용량이고 순수 연산 능력이 그 뒤를 바짝 따른다. 머스크는 2026년 4월 AI5 칩 하나가 칩 2개짜리 AI4 기판보다 실제 작업을 약 5배 해낸다고 말했다. 2026년 10월에는 옵티머스용 원가를 낮추려고 AI5의 계획 메모리를 144GB에서 96GB로 조정했고, 그래서 차트의 메모리 격차는 그만큼 줄어든다. AI5 다음은 AI6로, 테슬라는 2026년 1월 업데이트에서 2028년 생산 일정을 밝혔다. 2025년 11월 머스크는 X에 이렇게 썼다.

결론

테슬라는 공급업체와의 결별을 계기로 10년에 걸쳐 자체 칩을 만들어 왔고, 이제 한 칩 계열이 자동차, 로봇, 데이터센터를 아우른다. 지금 도로를 달리는 차량과 로보택시는 AI4로 돌아가고, AI5는 옵티머스와 테슬라 데이터센터에 먼저 들어가며, AI6는 2028년 삼성전자 텍사스 공장에서 생산할 계획이다.