생체 인식 산업의 급속한 발전 속에서 알고리즘 역량과 칩 컴퓨팅 파워의 깊은 결합은 제품 경쟁력을 결정하는 핵심 변수가 되고 있습니다. Homsh가 독자적으로 개발한 전용 프로세서인 QianCore 및 KunCore 시리즈는 각각 엣지에서의 실시간 인식과 클라우드에서의 대규모 데이터베이스 매칭이라는 두 가지 핵심 역량을 담당하며, 완전한 엣지-클라우드 통합 홍채 인식 칩 시스템을 구축합니다.
I. 전용 칩을 사용하는 이유?
지난 10년간 홍채 인식 산업은 인식 알고리즘 실행을 위해 범용 프로세서(ARM Cortex-A 시리즈) 또는 이미지 신호 프로세서(ISP)에 의존해 왔습니다. 이러한 접근 방식은 소비자 전자 제품 시나리오에서는 관리가 가능하지만, 여러 핵심 차원에서 명백한 병목 현상을 보입니다.
엄격한 실시간 요구 사항: 철도 교통 개찰구 및 공항 급행 통과와 같은 시나리오에서는 단일 인식 지연 시간을 500ms 이내로 제어해야 합니다. 범용 프로세서는 저전력 모드에서 종종 800ms를 초과하여 접근 경험을 직접적으로 저해합니다.
엄격한 전력 소비 제약: 산업용 IoT 단말기 및 실외 국경 장비는 일반적으로 태양광 또는 배터리 전원을 사용합니다. 범용 프로세서의 최대 부하 전력 소비(5~15W)는 허용 가능한 상한선을 훨씬 초과하여 원격 배포의 실현 가능성을 제한합니다.
협상 불가능한 데이터 보안 레드라인: 정부, 사법 및 군사 시나리오에서는 홍채 특징이 엣지 측을 절대 벗어나지 않도록 요구합니다. 범용 칩의 개방형 펌웨어는 잠재적인 보안 위험이 있으며, 등급 보호 레벨 3 이상을 충족할 수 없습니다.
이러한 세 가지 제약 조건이 Homsh를 독립적인 칩 R&D의 길로 이끌었습니다. 그 결과, 뚜렷한 포지셔닝과 상호 협력을 갖춘 두 가지 제품 라인인 QianCore와 KunCore가 탄생했습니다.
II. QianCore 아키텍처: 알고리즘 기반 하드웨어 설계 철학
QianCore 시리즈의 핵심 설계 개념은 "알고리즘 우선, 하드웨어 적응"입니다. 먼저 Phaselirs™ 알고리즘의 계산 그래프를 정확하게 분해한 다음, 범용 칩에 알고리즘을 강제로 포팅하는 대신 대상 하드웨어 가속 장치를 설계합니다.
Phase Iris Acceleration Engine (PIAE)
Phaselirs™ 알고리즘의 핵심 계산은 Gabor 필터링 및 위상 인코딩의 두 가지 주요 단계로 구성되며, 둘 다 집중적인 행렬 연산입니다. QianCore는 칩에 전용 Phase Iris Acceleration Engine(PIAE)을 통합합니다:
● 3단계 파이프라인 병렬화를 통해 이미지 전처리, 홍채 국소화 및 특징 추출을 중첩 방식으로 실행하여 처리량을 2.8배 증가시킵니다.
● Phaselirs™의 수치적 특성에 맞춰진 INT8 고정 소수점 가속을 구현하여 정확도 손실이 0.03% 미만으로 에너지 효율 비율을 4.1배 향상시킵니다.
● 내장된 512KB 전용 SRAM 캐시는 홍채 특징 템플릿을 항상 칩 내에 유지하여 외부 DRAM 대역폭 병목 현상을 완전히 제거합니다.
하드웨어 수준 신뢰 실행 환경 (TEE-H)
ARM TrustZone의 소프트웨어 수준 격리와 달리, QianCore는 하드웨어 수준 신뢰 실행 환경(TEE-H)을 구현합니다. 홍채 특징 벡터의 생성 및 매칭은 전체 프로세스에서 물리적으로 격리된 보안 도메인 내에서 완전히 완료됩니다. SM4 국가 암호화된 저장을 지원하며 GB/T 39786-2021 요구 사항을 준수합니다. 물리적 복제 불가능 기능(PUF) 기술은 고유한 칩 키를 생성하여 펌웨어 복제 및 키 추출 공격을 근본적으로 방지합니다.
적응형 이미지 품질 제어 (AQCC)
실제 수집 환경에서 조명 변동, 모션 블러 및 가림은 인식 정확도에 영향을 미치는 세 가지 주요 요인입니다. QianCore에 통합된 AQCC 모듈은 주요 처리 파이프라인 전에 수집된 프레임의 품질을 실시간으로 평가하고, 조명 보충, 재수집 또는 저하된 매칭을 트리거하기 위한 결정을 자동으로 내립니다. 이를 통해 유효 프레임 속도를 92% 이상으로 높입니다.
III. 듀얼 칩 제품 포트폴리오, 전체 엣지-클라우드 시나리오 포괄
QianCore Q80 (엣지 측)
실시간 · 오프라인 · 엣지에서의 제로 데이터 유출
QianCore Q80은 엣지 배포 시나리오를 위해 제작된 Homsh의 주력 전용 프로세서입니다. 접근 제어 터미널, 개찰구, 휴대용 장치, 모듈 및 기타 폼 팩터에 맞춰 설계되었으며, Phaselirs™ 알고리즘의 전체 추론 프로세스를 엣지 측에서 완전히 실행합니다. 홍채 특징 데이터는 전체 프로세스 동안 장치를 벗어나지 않아 가장 엄격한 데이터 주권 요구 사항을 충족합니다.
● 단일 인식 지연 시간 ≤380ms (업계 평균: 600~900ms)
● 대기 전력 소비 <0.8W (업계 평균: 2.5~5W)
● 오탐지율 (FAR) <0.0001%
● 작동 온도: -40°C ~ +75°C
● 엣지 측에서의 데이터 유출: 비활성화 (전체 엣지 측 처리)
KunCore K30 (클라우드 측)
1:N 대규모 데이터베이스 매칭 · 억 단위 검색 · 고성능 동시성
KunCore K30은 클라우드 및 서버 시나리오를 위해 Homsh가 개발한 전용 매칭 가속 칩입니다. 핵심 임무는 정부 및 국가 수준의 자동 생체 인식 시스템(ABIS)에서 초거대 규모의 1:N 홍채 검색을 지원하는 것입니다. QianCore Q80이 엣지 측에서 특징 추출을 완료한 후, 암호화된 특징 벡터가 백엔드로 업로드되며, 여기서 KunCore K30은 클라우드에서 억 단위 데이터베이스에 대한 고성능 동시성 매칭을 완료합니다.
● 대규모 동시성: 천만에서 억 단위 인구 데이터베이스에 대한 실시간 1:N 매칭 지원
● 고신뢰성 클러스터: 99.99% 서비스 가용성을 갖춘 다중 카드 수평 확장
● 국내 규정 준수: 전체 링크 국가 암호 알고리즘, 국가 암호 관리국 인증
● 배포 형태: 정부 클라우드 / 프라이빗 클라우드 / 온프레미스 데이터 센터
IV. 엣지-클라우드 통합: QianCore와 KunCore의 협력 아키텍처
QianCore와 KunCore는 두 개의 독립적인 제품이 아니라, 완전한 엣지-클라우드 통합 홍채 인식 컴퓨팅 아키텍처의 두 노드입니다:
[ 수집 단말기 (카메라 / NIR) ] → [ QianCore Q80 (엣지 추론 · 엣지 데이터 제로 유출) ] → 암호화된 특징 업로드 → [ KunCore K30 (억 단위 1:N 검색) ] → 매칭 결과 배포
이 아키텍처의 전략적 가치는 엣지 측에서 보안 경계를 확보하는 동시에 클라우드에서 무제한 컴퓨팅 확장성을 활용하는 데 있습니다. 이는 데이터 주권을 보장할 뿐만 아니라 무제한적인 수평 확장 기능을 달성합니다.
V. 산업적 중요성: 의존에서 독립 및 제어 가능으로
과거 국내 홍채 인식 제조업체는 칩 수준에서 해외 공급업체(TI OMAP 및 NXP i.MX 시리즈 등)에 크게 의존했습니다. 수출 통제 강화라는 배경 속에서 공급망 안정성은 상당한 잠재적 위험에 직면했습니다.
QianCore Q80 및 KunCore K30의 대량 생산은 Homsh가 알고리즘 → 모듈 → 칩에 이르는 전체 스택의 독립적인 레이아웃을 완료했으며, 엣지 및 클라우드 차원 모두에서 동시에 독립적이고 제어 가능한 역량을 달성했음을 의미합니다:
● 공급망 보안: 핵심 컴퓨팅 유닛은 단일 해외 공급업체에 의존하지 않아 중요 인프라 고객에게 안정적인 장기 보증을 제공합니다.
● 맞춤화 유연성: 알고리즘 가속 비율, 보안 수준 및 인터페이스 프로토콜은 고객 요구에 따라 유연하게 조정할 수 있어, 업계 평균 6개월에서 6주로 맞춤화 주기를 단축합니다.
● 생태계 협력: OVAI 소프트웨어 플랫폼과 깊이 결합되어 하드웨어 OTA 업그레이드 및 알고리즘 버전 반복이 동기화되어 고객의 장기 투자를 보호합니다.
QianCore Q80은 엣지를 보호하고, KunCore K30은 클라우드에 동력을 공급합니다. 동일한 시스템의 두 가지 필수적인 측면으로서, 이 두 칩은 Homsh의 "독립 알고리즘 × 독립 칩" 전략의 핵심 캐리어를 공동으로 형성하며, 엣지-클라우드 협업 시대에 기술적 해자를 구축하는 중요한 단계를 나타냅니다.
