미국과 인도 과학자들로 구성된 연구팀이 인간의 대뇌를 모방한 신형 신경형태 하드웨어 플래트홈을 개발하여 4조 1,000억회 연산/초(秒)/와트(瓦)라는 최고 기록을 세웠다. 이 플래트홈은 인공지능(AI)으로 구동되는 컴퓨팅 애플리케이션의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 관련 론문은 최근 과학저널 《자연》에 발표되였다.

연구팀이 밝힌 데 따르면 지금까지 가장 정확하고 기능이 잘 갖춰진 14비트(조단위) 신경형태 가속기를 개발했으며 이를 회로기판에 집성하면 인공신경망과 자동인코더에 사용할 수 있고 대항네트웍을 생성하는 등 AI와 머신러닝 작업을 할 수 있다. 그리고 이 신경형태 설비는 재료를 구성하는 분자운동을 연구, 제어, 조종하여 특정한 전기상태와 매칭시키고 수요에 따라 분자행위를 개변시키는 데 사용할수 있다.

이 플래트홈은 분자로 구성된 멤리스터 시뮬레이터로 분자를 통과하는 전하량에 따라 분자의 전기 성능이 달라진다. 연구팀은 인간의 대뇌에서 령감을 받아 분자의 자연 진동과 떨림을 리용해 정보를 처리하고 저장한다고 밝혔다.

인간 대뇌를 모방한 이 설비는 비록 과학자들이 개발한 첫 신경형태 플래트홈은 아니지만 이전 설비는 계산 효률이 비교적 낮았다. 최근 연구에서 연구일군들은 기본 컴퓨팅 결구를 조정하여 효률을 크게 향상시켰는바 최대 4조 1,000억회 연산/초/와트를 달성했으며 따라서 새로운 멤리스터는 신경망 훈련, 자연언어 처리 등 더욱 고차원적인 임무를 수행할 수 있다.

이 신경형태 플래트홈을 리용해 장비나 재료내 분자의 움직임을 추적, 특정 전기 상태와 실시간으로 매칭시킬 수 있으며 서로 다른 전압을 가하여 분자의 행동을 수요에 따라 변경할 수 있고 또 전기 시스템, 컴퓨터 시스템과의 집성을 실현할 수도 있다. 연구팀은 에너지 절약과 환경보호에 기반한 재료로 고성능 신경형태 설비를 개발하여 현재의 일부 계산설비를 대체하는 것이 최종 목표라고 밝혔다.

/과기일보