DGIST·KAIST 연구진, 신개념 광-GPU 개발

대기전력 100만분의 1이하로 줄여

대구경북과학기술원(DGIST)과 한국과학기술원(KAIST) 공동 연구팀이 신개념을 광-GPU를 개발했다.

DGIST는 한상윤 DGIST 로봇및기계전자공학과 교수팀이 유경식 KAIST 전기및전자공학부 교수 연구팀과 공동연구를 통해 대기전력을 기존 광-GPU 대비 100만배 이하로 줄일 수 있는 광-GPU 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

광-GPU는 빛을 이용해 수백 개의 가상 GPU를 하나의 GPU로 구현하는 기술이다. 인공지능 연산이나 양자컴퓨터 구현을 가능하게 할 기술로 평가받지만, 기존의 광-GPU는 온도가 수백도까지 오르는 심한 발열 문제 때문에 상용화가 어려웠다.

연구진은 광-GPU의 단위 구성요소인 가변형 광집적회로에 MEMS 기술을 적용해 문제를 해결했다. MEMS는 미세 전자 기계 시스템으로 작고 미세한 크기의 기계적·전자적 요소들을 통합해 시스템을 만드는 기술이다. 이를 통해 대기전력 소모를 기존 광-GPU 대비 100만배 이하로 낮추어 발열 문제를 해결했다.

한상윤 교수는 “세계 최초로 MEMS 기술을 광-GPU에 접목하는 발상의 전환으로 혁신적인 결과를 얻었다”며 “향후 초거대 AI 모델 및 양자컴퓨터에 활용 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 광공학 분야 최고 권위의 저널인 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 2023년 12월호에 게재됐다.

개발된 초저전력 광-게이트 기반의 광연산 개념도