뉴로모픽 컴퓨터에 쓰일 AI 소자가 개발됐다.

[헤럴드경제=이정아 기자] 인간 뇌처럼 사고하는 ‘뉴로모픽 컴퓨터’에 쓰일 수 있는 인공지능(AI) 소자가 개발됐다. 기존 반도체 공정에서 흔히 쓰는 물질인 강유전체로 소자가 개발되면서 뉴로모픽 칩 상용화 시기가 앞당겨질 것으로 기대된다.

포스텍은 이장식 신소재공학과 교수와 김민규 연구원팀이 강유전체를 이용해 뉴로모픽 정보처리 소자를 개발했다고 1일 밝혔다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노레터스’ 1월 30일자에 발표됐다.

뉴로모픽 컴퓨터는 인간의 신경 회로인 뉴런을 모방한 회로를 만들어 연산과 저장을 한꺼번에 하는 차세대 컴퓨터다. 이 컴퓨터는 0과 1로 데이터를 순차적으로 처리하는 기존 컴퓨팅 방식이 아닌 인간의 뇌처럼 대량의 정보를 한번에 처리하고 저장한다. 연산과 저장이 동시에 가능하다는 의미다. 여러 정보를 병렬적으로 처리하기 때문에 에너지 효율이 높다.

연구진은 “기존 컴퓨터로 바둑 AI ‘알파고’가 바둑 한 판을 두면 전기요금만 6000만 원 이상 든다”며 “이 기술을 뉴로모픽 칩에 적용하면 저전력으로 컴퓨팅이 가능하게 될 것”이라고 설명했다.

특히 연구팀은 기존 반도체에 흔히 쓰이는 강유전체를 이용해 시냅스 소자를 개발했다. 강유전체는 외부의 에너지가 끊겨도 양극과 음극을 분리해 정보를 처리하고 저장한다. 연구팀은 이 성질을 미세하게 조정할 수 있는 기술을 개발한 뒤 이를 이용해 AI 신경망을 만들었다. 이 신경망으로 숫자를 구분하는 패턴 인식 실험을 한 결과, 숫자를 제대로 인식하는 성공률이 90% 이상으로 높다는 사실을 확인했다.

AI 소자 모식도 [출처 포스텍]

제작 방식도 손쉽다. 연구팀은 금속 기판 위에 나노 두께의 강유전체 물질과 산화물 반도체를 쌓아 트랜지스터를 만드는 데 성공했다.

이장식 교수는 “저온 공정으로 제작된 소자로 그 성능이 안정적인데다 기존 반도체 공정에 사용되던 물질을 이용하기 때문에 상용화에도 유리하다”며 “모바일 기기, 무인자동차, 사물인터넷 등 다양한 분야에 이 소자를 응용할 수 있을 것”이라고 말했다. 

dsun@heraldcorp.com