미시간대학 연구팀이 현재 컴퓨터보다 1,000배 빠르게 이미지나 동영상을 처리하고 전력은 반대로 1,000분의 1 수준만 소비하는 컴퓨터 회로를 만드는 프로젝트를 진행 중이다.

이 프로젝트(Sparse Adaptive Local Learning for Sensing and Analytics)는 미국방연구원(DARPA)이 570만 달러에 달하는 자금을 지원할 수 있는 것으로 평가했다고 한다. 이 프로젝트를 이끌고 있는 미시간대학 웨이 루(Wei Lu) 교수는 넘쳐나는 대량 데이터를 빠르게 처리할 수 있게 신경망을 기반으로 한 컴퓨터 칩을 디자인해 만들 계획을 세웠다.

신경망을 기반으로 한 전자회로는 기존 트랜지스터와 논리 연산, 메모리 기능을 모두 갖춘 멤리스터(memristor)라는 회로 소자를 이용한다. 멤리스터는 과거에 흐른 전류를 기억하고 이를 기반으로 전류를 제어할 수 있는 저항기로 저항성 메모리라고도 부른다. 기존 논리 연산장치와 기억 소자 역할을 동시에 할 수 있는 회로 소자인 만큼 엄청난 양의 신호를 처리하거나 첨단 기계 학습이 가능한 컴퓨팅 플랫폼을 실현하게 해줄 수 있다.

멤리스터를 이용한 시스템은 기존 컴퓨터보다 이미지나 동영상 처리 작업에서도 월등한 효율을 나타낼 수 있다. 웨이 루 교수가 이끄는 팀도 더 큰 데이터를 처리하는 걸 염두에 두고 멤리스터를 써서 신경망을 기반으로 한 전자회로를 설계하겠다고 나선 것이다.

이런 시스템을 이용하면 현재 컴퓨터처럼 화면을 구성을 픽셀에 뭘 표시할지 열심히 렌더링하는 방식 대신 시스템이 전체 이미지를 보고 추론 과정을 거쳐 알아서 수행한 다음 이미지 세부 사항을 표현하는 화상 처리 과정을 거친다. 쉽게 말해 이미지를 처리하거나 보내는 데 대역폭을 낭비하지 않고 적은 데이터 양만 핵심을 추출, 이미지를 재현할 수 있다는 얘기다.

물론 단순히 이미지나 동영상 처리를 빠르게 하는 게 목표는 아니다. 이들 프로젝트의 목표는 멤리스터를 이용해 컴퓨터 통신망을 구축하는 것이다. 기존 회로 소자 사이에 멤리스터를 배치, 회로 소자를 신경세포, 멤리스터를 이들 사이에 전송을 맡는 시냅스처럼 작동하게 하는 것이다. 인간의 뇌에서 볼 수 있는 특성을 적용하겠다는 게 신경망이다. 이런 기술을 실제로 적용하면 컴퓨터 업계에 새로운 혁신을 가져다줄 것으로 기대된다. 관련 내용 원문은 이곳에서 확인할 수 있다.

이석원 기자  lswcap@techholic.co.kr

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