블록처럼 쌓아 인공 신경망 만든다…KIST, 뉴로모픽 소자 개발

시냅스 가중치를 모사한 뉴런 연결강도 조절 연구 [KIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 블록처럼 연결해 인간 신경망과 같은 반도체 시스템을 구성할 수 있는 인공지능(AI) 반도체용 소자가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 인공뇌융합연구단 곽준영 책임연구원 연구팀이 레고 블록처럼 뉴런과 시냅스를 연결해 대규모 인공 신경망을 구성할 수 있는 인공 신경 소자 요소 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

인간 뇌에서 영감을 받은 소자를 활용하는 뉴로모픽 컴퓨팅은 많은 양의 데이터를 처리하면서도 에너지를 효율적으로 소비하는 차세대 AI 반도체 중 하나로 주목받고 있다.

이에 따라 뇌 속 뉴런과 시냅스를 모방한 소자들이 개발되고 있지만 두 소자를 통합하고 같은 소재로 제작하는 등 소자들을 통합해 최적화하는 연구는 부족한 상황이다.

연구팀은 2차원 물질인 육방정계 질화붕소(hBN)를 이용해 수직으로 쌓아 올린 구조의 멤리스터 소자를 개발했다.

멤리스터는 전압에 의해 저항이 바뀌는 반도체 소자로 저항 정도에 따라 '0'과 '1' 같은 정보를 표현하는데, 이는 연결 강도에 따라 신호가 바뀌는 뉴런과 시냅스와 비슷한 특성이라고 연구팀은 설명했다.

이 소자들을 연결해 뉴런-시냅스-뉴런 구조를 만들어 인간 뇌의 동작 방식인 스파이크 신호를 활용한 정보전달이 가능함을 보였다고 연구팀은 덧붙였다.

인공 시냅스 소자의 연결 강도를 조절하는 '가중치'에 따라 신호 정보를 조정할 수 있음을 보인 것이다.

곽 책임연구원은 "기존 실리콘 시모스(CMOS) 기반 소자의 확장 한계를 뛰어넘으면서도 에너지 사용량을 크게 줄여 탄소 배출과 같은 환경 문제 개선에도 도움이 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 지난달 5일 국제학술지 '어드밴스트 펑셔널 머터리얼스'에 실렸다.

shjo@yna.co.kr

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