반도체업계, 뇌 닮은 반도체 개발 속도..인공지능 '한 걸음 더'(종합)

[이데일리 김혜미 기자] 반도체 업계가 ‘인공지능(AI)’에 점차 가까워지고 있다. 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660) 등 주요 반도체 업체들은 메모리 반도체와 프로세서를 하나로 통합하면서도 사용전력을 획기적으로 줄인, 사람의 뇌를 모방한 뉴로모픽(Neuromorphic; 뇌신경모방) 칩 개발에 속도를 내는 모습이다.

SK하이닉스는 13일 미국 스탠퍼드대와 강유전체 물질을 활용한 ‘인공신경망 반도체 소자 공동 연구개발’ 협약을 체결했다고 발표했다. 이 프로그램에는 반도체 장비업체인 램 리서치(Lam Research Corporation)와 재료업체 버슘 머티리얼즈(Versum Materials)가 함께 참여한다.

즉 SK하이닉스와 미국 스탠퍼드대가 공동으로 연구·개발(R&D)을 통해 반도체 소자를 만들어내는 역할을 맡는다면, 소자에 필요한 소재를 버슘 머티리얼즈가 제공하고 램 리서치가 장비를 이용해 검증하는 역할을 맡게 된다.

뉴로모픽 칩이란 인공신경망 반도체 소자를 기반으로 사람 뇌의 사고과정을 모방한 반도체다. 빅데이터 시대를 맞아 점차 저장하고 처리해야 할 데이터가 많아지자 사람의 뇌처럼 저장과 동시에 연산처리를 할 수 있는 반도체에 대한 요구가 늘고 있는데, 뉴로모픽 칩은 특히 기계가 인식하기 어려운 비정형적인 문자와 이미지, 음성, 영상 등의 데이터를 처리하는 데 효율적인 것으로 알려져 있다. 또 과도한 하드웨어 사용에 따른 속도 감소나 전력소비 증가 같은 단점도 보완한다.

인공신경망 반도체 소자가 개발되면 뉴로모픽 칩 개발에 한 걸음 더 다가선 것으로 보고 신개념 컴퓨팅 시스템을 창출할 수 있을 것으로 보고 있다. 홍성주 SK하이닉스 미래기술연구원장은 “인공신경망 반도체 소자 개발을 가속화할 것으로 기대한다”고 말했다.

삼성전자를 비롯해 IBM과 퀄컴 등도 뉴로모픽 칩에 관심을 갖고 소자 개발에 열중하고 있다. 삼성전자는 지난 9월30일 삼성전략혁신센터(SSIC)가 투자한 실리콘밸리 스타트업과 함께 인간의 뇌 구조를 모방한 새로운 프로세서 아키텍처를 개발하고 있다고 밝혔다. 기존에는 인텔이 설계한 x86 아키텍처를 사용했지만, 이것 만으로는 한계가 있다는 판단에서다.

손영권 SSIC 센터장은 지난 9월28일 IT전문매체 EE타임스 인터뷰에서 “프로세서를 메모리 반도체 중심으로 설계해 새로운 아키텍처를 만들 것”이라면서 “이를테면 32테라바이트(TB) 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)에 CPU와 네트워크를 내장하는 등의 새로운 방식이 될 것”이라고 밝혔다.

이와 별도로 삼성 미래기술육성재단에서는 지난 2013년부터 뉴로모픽 관련 연구를 지원하고 있기도 하다. 지난 2013년 서울대 이종호 교수팀의 ‘흥분·억제 기능을 포함하는 신경모방소자 및 이를 이용한 뉴로모픽 프로세서 연구’를 시작으로, 올해 서울대 박혜윤 교수팀과 고려대 이상환 교수팀 등 2개 팀이 관련 연구 지원대상으로 선정됐다.

업계 관계자는 “현재까지 AI 개발 속도가 더뎠던 것은 현존하는 하드웨어의 수를 늘리고 소프트웨어(SW)를 개발해야 했기 때문”이라면서 “인공신경망 반도체 소자가 개발되면 인간의 뇌 처럼 작동하는 뉴로모픽 칩이 개발될 확률도 그만큼 높아지는 것이다. 이렇게 되면 AI 개발 속도도 더욱 빨라지게 될 것”이라고 말했다.



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