뉴로모픽 컴퓨팅(엔지니어링) neuromorphic computing 이란 ?

뉴로모픽 컴퓨팅(엔지니어링) neuromorphic computing 이란 ?

 

 

뉴로모픽 공학(neuromorphic engineering) 이라고도 부른다고 한다.

인공지능에서 더 나아가 뉴런의 형태를 모방한 회로를 만들어 인간의 뇌 기능을 비슷하게 구현하려고 하는 공학 분야라고 한다.

인간의 뇌 기능을 하드웨어적으로 비슷하게 구현하여 만든 회로나 칩(chip)을 뉴로포픽 회로, 뉴로모픽 칩 이라고 부른다.

 

** 뉴런은 신경계를 구성하고 있는 사람의 세포로 우리가 세상을 보고, 인식하는 등의 정보를 받아들이고 저장하는 역할을 한다. 뉴런은 연산을 하고 시냅스가 저장을 하는 구조이다. 인간의 뇌에는 보통 1000억개의 뉴런이 있다고 알려져 있다.

 

 

신경망 이미지

 

 

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인공지능이나 머신러닝에 관심이 있는 사람이라면,

인공 신경망에 대해 한 번 쯤 들어봤을 것 같다.

인공 신경망은 소프트웨어적으로 위와 같은

인간의 뉴런 구조를 모방하여 만든 머신러닝 모델 알고리즘이다.

 

위에서도 말했듯이 뉴로모픽 칩은 하드웨어적으로 신경세포,

즉 뉴런을 구현한것으로 우리의 뇌 구조를 모방한 컴퓨터 칩을 말한다.

뉴로모픽 칩은 엄청난 양의 데이터를 인간의 뇌 처럼 효율적으로 처리하는 것이 목표이다.

 

기존의 컴퓨팅 시스템은 연산과 저장을 담당하는 반도체를 직렬로 연결하여 처리하고 있다.

CPU(연산 역할)와 메모리 반도체(저장 역할)가 각각의 임무를 별도로 수행하는 방식이다.

폰 노이만 Architecture 로 많이 알려져 있는 바로 그 방식이다.

반도체 제조 기술이 점점 발전하면서 더 좋은 CPU나

더 좋은 메모리 반도체는 탄생했지만

결국 이 컴퓨팅 시스템 자체는 거의 동일하게 사용되고 있었다.

 

최근 생활하는 거의 모든 곳에서 데이터를 수집하고 사용하기 때문에

쌓여가고 있는 데이터의 양은 정말 방대해지고 있고,

기존의 컴퓨팅 시스템으로는 전력 소모나,

용량부족과 같은 기술적인 한계에 직면했다고 한다.

 

 

 

 

 

뉴로모픽 컴퓨팅은 사람의 신경망 처럼 칩이 병렬로 연결되어

연산과 저장을 한 번에 할 수 있는 기술이라고 한다.

 

뉴로모픽 반도체의 장점으로는,

사람의 뇌를 모사해 만든 만큼 저전력과 정확성이라고 할 수 있다.

그리고 사람의 뇌 처럼 저장과 연산을 한 번에 할 수 있으므로

기존의 컴퓨팅 시스템보다 속도도 빠르다고 한다.

 

이런 뉴로모픽 컴퓨팅을 구현하는 방법에는 또 여러가지가 있는 것 같다.

어떤 반도체를 어떻게 배열해서 신경망을 모사하냐에 따라

뉴로모픽 컴퓨팅을 더 효율적으로 만들어 낼 수 있다.

Flash, RRAM, MRAM 등... 여러 반도체 소자를 사용하여 구현이 가능하고,

효율적인 기술을 많은 곳에서 계속 연구중이라고 한다.

 

이 기술은 인공지능 로봇 개발에 유용하게 활용될 수 있고,

요즘은 많이 쓰이는 사물인터넷(IoT)이나 자율주행에도 사용될 수 있다.

데이터를 수집하고 상황에 맞게 정확한 판단이 필요한 곳에는 정말 유용하게 사용될 수 있을 것 같은 기술이다.

 

이런 뉴로모픽 공학이 더 발전해서 고성능의 뉴로모픽 칩을 만들어 낼 수 있다면,

뉴로모픽 칩을 거의 사람만큼(1000억개 정도) 탑재한 로봇을 만들어낸다면

인간보다 더 빠르고 강력한 두뇌를 가진 인공지능 로봇이 생겨날 수도 있을지도...