뉴로모픽 공학( Neuromorphic Engineering)

뇌 속의 뉴런(neuron) 형태를 모방한 회로를 만들어 인간의 뇌 기능을 모사하는 공학

IBM, 인텔, 퀄컴 등 글로벌 컴퓨터·반도체 기업은 뉴로모픽 공학(neuromorphic engineering)에 앞다퉈 투자하고 있다. 소프트웨어(SW)로 뇌를 모사하는 것이 아니라 하드웨어(HW)로 생물의 신경계(뇌) 구조를 모방한다. 뉴로모픽 공학으로 구현한 칩과 회로를 뉴로모픽 칩(neuromorphic chip) 또는 회로라고 하며 뉴로모픽 컴퓨팅 등에 활용한다.

인공지능(AI) 등 신기술 발전은 기존 연산 방식 및 기술의 한계를 보여 줬다. 인식, 추론, 판단 등을 반복해야 하는 작업에서 엄청난 전력을 사용하면서도 속도와 효율이 떨어졌다. 방대한 데이터를 빠르고 효율적으로 처리하는 새로운 기술이 필요한 상황에서 뉴로모픽 공학이 대안으로 등장한 것이다.

뉴로모픽 칩은 기존 연산 방식과 HW를 대비했을 때 속도·전력·집적 효율이 우수하다. 인간의 뇌는 수많은 데이터를 처리하더라도 전력은 거의 발생하지 않는다. 뉴런과 시냅스(synapse)를 잇는 구조가 병렬로 이뤄져 손실을 최소화한다. 시냅스는 일을 하거나 하지 않을 때 이어졌다 끊어짐으로써 에너지를 절약한다.

뉴로모픽 칩도 이 원리를 이용한다. 기존 컴퓨터는 중앙처리장치(CPU)와 메모리 간 데이터를 처리하는 과정에서 많은 전기를 소모하지만 뉴로모픽 칩은 뇌의 작동 방식을 모방하여 전력 소모를 줄일 수 있다. 인텔이 2020년 3월에 발표한 뉴로모픽 연구 시스템 ‘포호이키 스프링스(Pohoiki Springs)’는 500W 미만의 전력을 소비하면서 기존 프로세서 대비 최대 1,000배 빠르고 최대 1만 배 높은 효율로 처리할 수 있다.

 

차세대 뉴로모픽 기술 개념도 (출처=한국전자통신연구원)

 

* 뉴런(neuron): 신경 계통의 구조적·기능적 단위 (출처=우리말샘)
* 시냅스(synapse): 신경 세포의 신경 돌기 말단이 다른 신경 세포와 접합하는 부위. 이곳에서 한 신경 세포에 있는 흥분이 다음 신경 세포에 전달된다. (출처=우리말샘)

 

 

출처]

한국정보통신기술협회(최신 ICT 시사상식 2023) : 뉴로모틱 공학

차세대 뉴로모픽 개념도 : 한국전자통신연구원

 

 

 

 

 

 

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