사람 뇌세포 보다 신호전달 속도가 100만 배 빠른 인공지능(AI) 칩이 개발됐다. 기존 설계 방식보다 에너지 효율도 높다. 칩 구축 키트에 손쉽게 들어갈 수 있을 정도로 제조하기도 간편하다. 향후 머신러닝과 딥러닝 모델을 위한 컴퓨팅 하드웨어(HW)에 통합될 전망이다.
시냅스(Synapse)란 하나의 신경세포에서 다른 신경세포로 신경을 전달할 때 겹치는 접점 구조를 의미한다. 뇌가 기능하는 기초 단위다.
영국 기술매체 더 레지스터(The Register)는 미국 매사추세츠공과대학(MIT) 연구팀이 해당 기술을 개발했다고 1일(현지시간) 보도했다. 기사에 따르면 MIT는 칩 개발을 위해 MIT 대규모 연구팀을 꾸렸다. 기존 구성 목적은 인공 시냅스 장치의 가동속도를 효율적으로 조절할 수 있는 기술 연구였다. 개발 도중 해당 장치가 사람 뇌 시냅스 속도보다 훨씬 빠르다는 결과까지 발견한 것이다.
연구진은 가장 작은 이온(ion)인 양성자를 절연 산화물에 전기 화학적 방식으로 넣었다. 전자 전도성을 조절하기 위해서다. 나노미터(nm) 수준의 장치를 다루는 작업이라 강한 전기장을 사용했다. 이를 통해 이온 움직임을 가속화할 수 있었다. 또 이온 소자들을 나노초 단위로 움직일 수 있게 됐다. 결과적으로 가동속도가 인간뇌의 시냅스보다 월등했다.
실험 결과 칩 내부 양성자는 엄청난 속도로 작동했고 MIT가 개발한 기존 프로세서보다 100만 배 빨랐다. 이전에 개발한 속도는 사람 뇌 신경세포 움직임 수준이었다. 또 이번에 개발된 칩 프로세서는 크기가 작고 질량이 낮은 양성자 덕분에 시스템 손상도 없이 움직인다.
MIT 연합 연구팀은 이번 기술 개발이 새로 투입된 무기물질(ionrganic material) 덕분에 가능했다고 설명한다. 해당 물질은 반도체 에너지 효율을 높인다. 이전 기술에 사용된 재료와 달리 실리콘 제조 기술과도 호환된다. 나노미터(nm) 크기의 소규모 장치 제조가 가능하다는 의미다. 향후 머신러닝과 딥러닝 모델을 위한 컴퓨팅 하드웨어에 통합할 수 있을 전망이다.
연구에 참여한 헤수스 알라모(Jesus Alamo) MIT 전기및컴퓨터과학부 교수는 "이번에 만든 장치가 적은 에너지로도 매우 빠르고 효율적으로 작동한다는 것을 입증할 수 있어 기쁘다"며 "향후 미래 AI에 응용되도록 더 연구하겠다"고 강조했다.
AI타임스 김미정 기자 kimj7521@aitimes.com
