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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 사토시 나카모토와 3차원 반도체

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비트코인 채굴비용 줄이기 위해 반도체 혁신 초래
비트코인, 사회, 경제 외 기술 분야에 미치는 영향도 주목

사카시 나카모토의 첫 논문, 비트코인 탄생시키다

사토시 나카모토는 암호화폐 비트코인을 처음으로 제안한 인물이다. 실체가 베일에 싸인 가상의 인물로 보이는 사토시 나카모토는 2008년 10월  'A Peer-to-Peer Electronic Cash System'이라는 제목의 9쪽짜리 비트코인 관련 논문을 처음 발표했다. 그리고 2009년 '비트코인 코어'(Bitcoin Core)라는 프로그램을 공개하면서 비트코인이 처음 발행되었다.

사토시 나카모토의 'A Peer-to-Peer Electronic Cash System'을 우리말로 번역한다면 '비트코인:개인과 개인 전자 화폐 시스템'으로 표현될 수 있다. 다시 말해 제3의 기관(국가기관 혹은 금융기관)을 통하지 않고 직접 개인 간에 사용 가능한 전자화폐 시스템을 제시한 논문이다.

그 논문의 요약 부분을 한글로 쉽게 재 정리하고 설명하면 다음과 같다.

'전자 화폐(electronic cash)가 순수하게 개인과 개인간(peer-to-peer)의 지불 수단이 된다면, 그 방법은 금융 기관을 거치지 않고 바로 개인 간에 직접 지불할 수 있게 된다. 이 방법에 디지털 서명이 사용될 수 있긴 하지만, 이 새로운 방법의 진정한 장점은 이중 지불(double spending)을 방지하기 위해서 제3의 신용 기관이 필요하지 않다는 점이다.

우리는 금융기관을 거치지 않고 개인 간의 네트워크 (Peer-to-Peer network)로 이 문제를 해결한다. 이 네트워크는 거래를 해싱(hashing. 이터를 임의의 길이의 데이터로 바꾸어 주는 암호 함수)으로 암호화를 실행한다. 그리고 타임스탬프(특정한 시간을 알려주는 문자열)를 찍고 해싱 기반 작업증명(proof-of-work)을 서로 연결한 사슬(chain)로 만든다. 그 작업증명은 재 수행하지 않고서는 변경할 수 없는 기록을 생성해 변조를 불가능하게 한다.'

사토시 나카모토가 2008년 처음 발표한 비트코인 관련 논문 요약 부분.

사토시 나카모토의 논문은  국가 권력이나 공인된 중앙 집권적 기관 없이 개인 간에 직접 거래가 가능한 지불 수단을 제안한 것이다. 지불 인증을 받기 위해서 발생한 거래 정보를 해시라는 암호 함수를 이용해 일정 길이의 데이터로 변환한다.

또 이렇게 생산된 데이터는 날짜 정보와 함께 거래 내역이 장부로 만들어지면서 이 작업 장부들이 서로 연결돼 블록체인을 만든다. 그 결과 변경하기 매우 어려운 데이터가 되어 신뢰성과 정확성, 안정성이 보장된다. 달리 말하면 기존의 중앙 집권화된 화폐 권력을 개인들이 나누어 갖자는 개념이 핵심이라고 볼 수 있다. 따라서 화폐의 민주화 방향이라고 볼 수도 있고, 화폐 무정부주의라고도 말 할 수 있다. 기존의 중앙 집권화된 화폐 발행, 유통, 저장 권한의 문제점을 인식하고 변화를 추구한다고 본다.

채굴과 막대한 전기 요금 발생

이러한 암호화폐인 비트코인을 취득하는 방법은 세가지 방법이 있다. 먼저 '채굴'(mining)하는 방법이다. 두 번째는 남이 채굴한 비트코인을 사는 방법이다. 세 번째는 비트코인을 받고 물건을 파는 방법이다.

그런데 채굴 과정에서 비트코인의 복잡한 암호를 푸는 계산과정이 필요하다. 그리고 그 대가로 비트코인을 받는다. 이 암호의 난이도는 계속 높아진다. 채굴 과정이 마치 금을 캐는 것 같다고 해서 채굴이라고 부른다. 향후 100년간 발행되는 비트코인 숫자는 2100만개로 제한되어 있다. 마구잡이로 찍어 내서 인플레이션이 높은 기존 화폐의 문제점을 최소화 하려는 의도로 보인다. 그런데 이 비트코인을 채굴하기 위해선 강력한 GPU(그래픽처리장치)를 기반으로 한 고성능 컴퓨터 여러 대가 필요하다. 일단 컴퓨터 구입 비용이 들어간다. 그리고 암호 계산 과정에서 막대한 전기요금이 든다.

비트코인 채굴에 사용 가능한 엔비디아의 3차원 반도체인 GPU(그래픽 프로세서)와 HBM(고대역 메모리. 출처: KAIST.

반도체 혁신 초래한 비트코인

그래서 비트코인 채굴 비용을 줄이기 위해선 GPU(그래픽처리장치)가 소모하는 전력 양을 줄일 필요가 있다. 암호를 푸는 계산을 하기 위해 GPU 와 메모리 사이에 많은 데이터를 주고 받아야 하는데, 이때의 전력 소모는 GPU 입출력 신호 전력이 가장 큰 부분을 차지한다. 보통 입출력 배선의 전력 소모량은 배선의 길이에 비례한다. 납작한 실리콘 웨이퍼 상에 만들어 지는 기존의 반도체는 배선의 길이를 줄이기 어렵다.

그래서 요즘은 GPU와 메모리를 위로 쌓아서 수직으로 배선을 연결하는 3차원 반도체가 미래의 반도체로 각광받고 있다. 반도체를 얇게 갈아서 두께를 머리카락 굵기보다 얇은 30마이크로 미터 이하로 만들고 수 만개의 수직 구멍을 만들어 입출력 신호선을 수직으로 설계한다. 그러면 입출력 배선의 길이를 기존 2차원 반도체에 비해서 10분의 1이하로 줄일 수 있다. 더 나아가 수직으로 설계된 연결선을 많이 만들면 GPU 와 메모리 사이에 데이터를 빠른 시간에 많이 만들 수 있다.

SK 하이닉스의 3차원 반도체 메모리 사진. 출처: KAIST.

최근 대표적인 GPU 회사인 엔비디아의 매출이 급격히 오르고 주가도 지속적으로 오르고 있다. 그 원인을 알고 보니 비트코인의 채굴에 필요한 GPU 수요가 급증했다는 것이다. 중앙 집권화된 기존의 화폐 시스템을 개혁하고자 한 사토시 나카모토의 의도는 의도치 않게 반도체의 혁신을 촉발하고 있다.

더욱이 비트코인 채굴에 필요한 전기료를 아끼기 위해 이제 GPU 와 메모리가 3차원 반도체 구조로 가속화되고 있다. 이 3차원 반도체는 비트코인 채굴뿐만 아니라 4차 산업혁명의 핵심인 인공지능, 빅데이터 처리에도 유용하게 쓰이고 있다. 모두 데이터 처리량이 증가하고 동시에 전력 소모를 줄여야 하는 요구를 동시에 받고 있기 때문이다. 비트코인이라는 신 기술이 사회, 경제뿐만 아니라 기술 분야에도 어떤 큰 영향을 미칠지 주목해 볼 필요가 있다.

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

김정호 카이스트 교수.

 

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엔비디아, 이틀새 4700억달러 증발했다고? [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)와 중국 스파이 의혹을 받는 여성 사업가의 불륜 논란이 커지면서, 엔비디아 주가가 이틀 새 시가총액 4700억 달러 이상을 날릴 위기에 몰렸다. 이 여파로 엔비디아는 세계 2위 기업 자리를 마이크로소프트(MS)에 내줬다. 10일(현지시간) 오후 12시 55분 엔비디아는 전장보다 6.32% 급락한 167.37달러를 기록했다.전날 4.3% 떨어진 데 이어서다. 이날 장중 엔비디아는 지난해 6월 이후 처음으로 MS에 시총을 역전당했다.  논란의 중심은 황 CEO와 앨리스 황(중국명 황러)의 관계다. IT 전문매체 디인포메이션은 앨리스 황을 아는 두 명의 관계자를 인용해 황 CEO와의 관계가 최소 75억 달러(약 10조 원)어치의 엔비디아 칩을 중국 기업에 넘기는 것을 도왔다고 이날 보도했다. 보도에 따르면 앨리스 황은 남편·여동생과 함께 중국과 싱가포르에 걸쳐 엔비디아 칩을 사들이는 기업 네트워크를 구축했다. 그 중심에는 중국 기업 상하이 센추리 리통이 있는데, 이 회사는 2023년 엔비디아의 우선 클라우드 파트너 지위를 확보해 칩에 우선 접근할 수 있었다. 미국의 수출 규제로 엔비디아 칩 주문이 막히자, 앨리스 황은 엔비디아 및 유통업체와의 연줄을 이용해 물량을 확보했고, H100·H200과 일부 A100 칩 약 24만 개를 중국으로 들여보낸 것으로 전해졌다. 이 칩들은 결국 알리바바, 텐센트와 중소 중국 AI 연구소들에 공급됐다. 앨리스 황은 센추리 리통과 연결된 싱가포르 등록 기업 메가스피드에서도 임원을 지냈다. 메가스피드는 동남아시아에서 중국으로 넘어간 엔비디아 칩 수출 문제로 미국 당국의 조사를 받아왔다. 디인포메이션은 앨리스 황이 황 CEO와의 관계를 내세워 신뢰도를 높이면서도, 자신의 역할은 모호하게 유지해 증거를 남기지 않았다고 전했다. 이번 의혹은 엔비디아의 지배구조, 수출 규제 준수, 그리고 황 CEO 개인에 대한 과도한 의존을 둘러싼 우려를 키우고 있다. 여기에 AI 인프라에 쏟아붓는 막대한 투자가 충분한 수익으로 돌아올지에 대한 투자자들의 불안까지 겹쳤다. 엔비디아 이사회는 지난 일요일 내부 조사에 착수했다. 미 연방수사국(FBI)은 63세의 황 CEO가 외국 정보기관의 공작 대상이었는지 조사하고 있다. 황 CEO는 직원들에게 아내에게 부정을 저질렀다고 인정했으나, 관계에 대한 구체적 설명은 하지 않았다. 젠슨 황과 엘리스 황.[사진=로이터 뉴스핌] 2026.11.11 mj72284@newspim.com mj72284@newspim.com 2026-11-11 03:02
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美연준 내달 '빅스텝' 가능성...물가는? [뉴욕=뉴스핌] 김민정 특파원 = 미국의 10월 소비자물가가 예상보다 높게 나오면서, 연방준비제도(Fed)가 다음 달 기준금리를 한 번에 0.5%포인트(%p) 올릴 수 있다는 관측에 불이 붙었다. 근원물가가 연준 핵심 인사가 '빅스텝(0.5%포인트 인상)'의 기준으로 제시한 수준을 넘어선 데다, 물가 상승세가 경제 전반으로 번지는 조짐까지 보였기 때문이다. 10일(현지시간) 미 노동부 노동통계국(BLS)에 따르면 10월 소비자물가지수(CPI)는 전월보다 0.4% 올랐다. 에너지 물가가 진정되며 9월 0.6%보다는 상승폭이 줄었지만, 로이터가 집계한 전문가 전망치(0.3%)는 웃돌았다. 변동성이 큰 식품·에너지를 뺀 근원(core) CPI는 9월에 이어 두 달 연속 0.3% 올라, 역시 예상치(0.2%)를 넘어섰다. 지난해 미 연방정부 셧다운으로 2025년 10월 물가 자료가 수집되지 못해, 이번엔 전년 대비 상승률은 공개되지 않았다. 앞서 9월 연간 소비자물가 상승률은 3.7%로, 연준 목표치 2%를 크게 웃돌았다. 지난해 트럼프 행정부가 시행한 수입 관세에 더해, 미국·이스라엘과 이란의 전쟁이 유가를 밀어 올리며 생활비를 끌어올리고 있다. 이날 시장이 더 크게 반응한 것은 크리스토퍼 월러 연준 이사의 발언 때문이다. 간밤 런던에서 열린 킹스비즈니스스쿨·머니매크로금융학회 주최 콘퍼런스에서 월러 이사는 "물가가 우리 목표에서 멀어지기 시작하는 것처럼 보인다"며 "가까워지는 게 아니다"고 지적했다. 그러면서 "그렇다면 통화정책을 더 공격적으로 해야 한다"며 "9월 대비 근원 소비자물가가 0.3% 이상 오르면 더 강한 정책 대응이 필요할 수 있다"고 판단했다. 그럴 경우 12월 회의에서 0.5%p 인상을 고려해야 한다고도 강조했다. 연준의 다음 회의는 내달 8~9일이다. 크리스토퍼 월러 연준 이사.[사진=블룸버그통신] 2021.10.21 mj72284@newspim.com 월러 이사는 더 작은 폭의 인상에 그치는 것은 위험하다고 봤다. 그는 "물가가 너무 높고 전방위로 확산하는 상황에서, 작은 인상에 머무르면 인플레이션을 잡겠다는 연준의 신뢰가 손상될 수 있다"고 말했다. 0.25%p 인상이 사실상 확실시된 가운데, 10월 근원물가가 월러 이사의 '0.3%' 기준을 충족하자 더 큰 폭의 인상에 대한 베팅이 빠르게 쌓였다. CPI 지표와 월러 이사의 발언은 미 국채 시장에 강한 매도세를 불러왔다. 연준 정책 기대를 반영하는 2년물 국채 금리는 13bp(1bp=0.01%p) 급등한 4.68%, 벤치마크인 10년물 금리는 7.6bp 오른 4.94%를 기록했다. 2년물 금리는 2025년 4월 초 이후 최대폭으로 올랐다. 국채 금리와 가격은 반대로 움직인다. 전문가들은 12월 인상은 기정사실이 됐고, 이제 폭이 관건이라고 본다. 에드워드존스의 제임스 매캔 선임 이코노미스트는 "또 한 번 예상을 웃돈 물가로 근원 인플레이션이 다시 가속하는 조짐을 보여 기저 물가 압력이 다시 쌓이고 있다는 우려를 키운다"며 "대부분의 시장 참가자가 12월 0.25%p 인상을 예상해왔는데, 이번 지표로 그것이 최소한의 조치로 굳어졌다. 이제 더 큰 논쟁은 연준이 0.5%p로 더 공격적으로 움직여야 하느냐다"라고 말했다. 스파르탄캐피털증권의 피터 카딜로 수석시장이코노미스트는 "월러 이사가 사실상 12월 0.5%p 인상의 문을 열어뒀다"며 "이 수치는 인플레이션이 여전히 문제라는 것을 시사해 금리는 더 오를 가능성이 크다"고 짚었다. 다만 그는 "(도널드) 트럼프 대통령이 전쟁이 곧 끝날 것이고 추가 공습도 없을 것임을 분명히 하고 있어, 유가가 현 수준을 유지하면 30~40일 안에 물가가 낮아지기 시작할 수 있다"고 판단했다. 반면 테미스트레이딩의 조 살루치 파트너는 0.5%p 인상에는 선을 그었다. 그는 "예상보다 뜨거워 일부가 멈칫하게 만들었고, 한 연준 이사는 물가가 높으면 연말까지 0.5%포인트 인상을 할 수 있다고 시사했다"면서도 "지금으로선 그건 과하고, 0.25%p 인상이 유력해 보인다"고 설명했다. 그러면서 "물가와 금리가 높게 유지되면 차입에 의존하는 기업들의 실적을 압박해 결국 주가에 반영될 것"이라고 내다봤다. 한편 애넥스자산운용의 브라이언 제이컵슨 수석경제전략가는 이번 물가의 새로운 동인으로 인공지능(AI)을 지목했다. 그는 "헤드라인 물가만 높은 게 아니라 유가 충격이 근원물가에까지 스며들었다"며 "연준의 새로운 걱정거리는 유가가 아니라 배관공과 전기기사를 고용하는 비용"이라고 말했다. AI 데이터센터 건설 붐이 숙련 인력 수요를 밀어 올려 물가를 자극한다는 얘기다. 이날 로리 로건 댈러스 연방준비은행 총재와 미셸 보먼 연준 감독담당 부의장의 발언도 예정돼 있어, 시장은 추가 매파 신호 여부를 주시하고 있다.   mj72284@newspim.com 2026-11-11 02:41
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긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
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