뉴로모픽 컴퓨팅에 한 발 더 다가서

▲ 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 소자 연구 이미지. KAIST 제공

KAIST 신소재공학과 이건재 교수팀이 100nm(나노미터) 두께의 단일 소자에서 뉴런과 시냅스를 동시에 모사하는 뉴로모픽 메모리를 개발했다. 이 교수팀은 인간의 뇌처럼 뉴런과 시냅스가 유기적으로 동작하는 방식의 단일 메모리 소자를 최초로 구현했으며 이를 통해 반도체 소자로 인간 뇌를 완전히 구현하는 뉴로모픽 컴퓨팅 본연의 목표 달성에 근접할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 휘발성의 소자로 뉴런을, 비휘발성의 상변화 메모리 소자로 시냅스를 모사해 단기·장기 기억이 공존하는 단일 뉴로모픽 소자를 개발했다. 이를 통해 집적도 개선 및 비용 절감 효과도 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 특히 기존 CMOS 뉴런 소자에서는 단순 신호 발산 기능만이 구현됐으나 연구팀의 뉴런-시냅스 통합소자는 신호 발산 유형이 환경에 따라서 유연하게 적응하는 가소성(plasticity)을 구현하는 데 성공했다.

이 교수는 “개발한 단일 뉴런-시냅스 소자는 기존 단순 이미지 학습 효과를 넘어 피드백 효과를 기반으로 한 번 배운 내용을 더 빨리 학습하는 재학습 효과 구현도 가능해 인공지능뿐만 아니라 뇌를 역설계하는 연구에도 큰 도움이 될 것이다”라고 의미를 부여했다.

박정환 기자 pjh@ggilbo.com

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