황현상 포스텍 교수팀

수많은 신경세포가 연결된 인간의 뇌를 모사해 다양한 정보를 동시에 처리하는 뉴로모픽 기술이 최근 각광을 받고 있는 가운데 간단한 구조로 이런 뇌의 신경망을 구현한 반도체소자가 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다. 포스텍 신소재공학과 황현상<사진> 교수팀은 병렬적인 정보처리와 학습이 가능한 뉴로모픽 소자를 개발해 최근 미국에서 열린 반도체소자 분야의 권위 있는 학술회의인 국제전자기기회의(International Electron Device Meeting, IEEE IEDM)를 통해 발표했다.

컴퓨터를 비롯한 오늘날의 기계는 수학연산처럼 정형화 된 작업을 빠르고 정확하게 수행하지만, 사람처럼 사물과 환경을 인식하고 돌발 상황에서 정보를 유추해 내는 작업 능률은 크게 뒤떨어진다.

이와 달리, 인간의 두뇌는 1천억개가 넘는 신경세포, 즉 뉴런이 시냅스라는 연결고리를 통해 다른 뉴런과 서로 신호를 주고받으며 동시에 작동해 순식간에 정보를 처리하고 저장한다.

이런 까닭에 두뇌를 닮은 뉴로모픽 시스템이 차세대 기술로 주목을 받고 있지만, 현재 설계 방식으로는 필요한 트랜지스터의 수가 늘어나 반도체 칩의 크기와 전력소모도 크게 증가하기 때문에 시스템 구현이 어려운 문제로 남아있다.

연구팀은 절연체에서 금속 전환이 가능한 NbO2 물질로 뉴런 모사 소자를 만들고 그 사이에 시냅스 역할을 위해 전도성 산화물인 PCMO 물질을 배치하는 단순한 구조를 이용해 해결책을 제시했다.

/박동혁기자 phil@kbmaeil.com

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