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엠바고 파기시 전적으로 귀사에 책임이 있습니다.>IBS·성균관대 연구팀 "신호 민감도 높고 유연해 웨어러블 기기 적용"
지난 3월 인공지능(AI) 알파고와 이세돌 9단의'세기의 대국'이 전세계의 이목을 집중시켰다.
비록 3번의 패배를 당했지만 1천200여개의 컴퓨터 CPU(중앙처리장치)를 사용한인공지능 컴퓨터를 상대로 값진 1승을 얻어냈다.
이세돌 9단은 시간당 불과 20W의 에너지로, 시간당 56kW의 전력을 소비한 알파고와 치열한 접전을 벌였다.
최근 인간의 뇌처럼 에너지 효율이 뛰어난 차세대 인공지능 컴퓨터에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단(단장 이영희)과 유우종 성균관대 교수팀은 뇌 속 시냅스를 모방한 차세대 인공지능 컴퓨터용 메모리 소자 '터널링 메모리'(TRAM)를 개발했다고 2일 밝혔다.
사람의 두뇌 속 신경세포들을 연결하는 100조개의 시냅스는 신경세포 가지들이신호를 주고받을 수 있도록 입력 돌기와 전달 돌기를 갖고 있다.
이 같은 시냅스 시스템을 통해 적은 에너지로도 고도의 병렬 연산을 빠르게 처리할 수 있다.
연구진은 기존 입력, 저장, 전달 등 3개의 전극으로 이뤄진 플래시 메모리 구조에서 저장 전극을 없애 2개(입력, 전달)의 전극으로 간소화했다.
이어 신호의 전달과 저장을 동시에 수행하도록 해 시냅스처럼 작동하는 터널링메모리를 구현하는 데 성공했다.
터널링 메모리는 그래핀(흑연의 표면층에서 떼어낸 탄소나노물질) 위에 육각형질화붕소(h-BN)와 이황화몰리브덴(MoS2)을 차례로 쌓아올려 만들어졌다.
입력 전극에 전압을 가하면 이황화몰리브덴으로 전자가 흐르고, 이 가운데 일부전자가 육각형 질화붕소 절연층을 터널링(높은 에너지를 뚫고 통과하는 현상)해 맨아래층 그래핀에 저장된다.
저장된 전자가 만든 전기장 때문에 이황화몰리브덴의 저항이 바뀌면서 전자의흐름을 제어, 메모리로 작동하게 된다.
가운데 육각형 질화붕소 층이 수 나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 두께로 매우 얇아터널링이 가능하다고 연구진은 설명했다.
기존 P-램과 R-램 등의 메모리 소자에 비해 신호 민감도가 1천배 이상 높고 고무와 비슷한 수준의 유연성을 갖고 있어 웨어러블 기기와 휘어지는 컴퓨터 등에 적용할 수 있다.
낮은 전력으로 높은 성능을 내는 차세대 인공지능 컴퓨터 개발에도 기여할 것으로 기대된다.
이영희 연구단장은 "터널링 메모리 소자는 전기적, 기계적 특성이 우수한 2차원나노물질로 만들어 성능이 우수하다"면서 "상용 실리콘 메모리에도 적용할 수 있을것"이라고 말했다.
이번 연구 성과는 권위 있는 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 이날자에 실렸다.
jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>