단일 소자로 뇌 신경처럼 학습하는 AI 반도체 나왔다

GIST·경북대, '광전자 인공 시냅스' 공동 개발

양방향 시냅스 구현해 얼굴 인식 정확도 95%

기존 단극성 소자 대비 성능 20% 향상

광주과학기술원(GIST) 반도체공학과 강동호 교수와 경북대학교 전기공학부 장병철 교수 공동연구팀이 '광전자 인공 시냅스'를 개발하는데 성공했다. 그래픽은 '광전자 인공 시냅스 소자 개념도' (이미지=GIST 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

[광주=뉴시스]이창우 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 반도체공학과 강동호 교수와 경북대학교 전기공학부 장병철 교수 공동연구팀이 '광전자 인공 시냅스'를 개발했다고 12일 밝혔다.

이 기술은 뇌의 신경세포(뉴런)들이 신호를 주고받는 연결 부위인 '시냅스'의 동작 원리를 바탕으로 빛과 전압을 이용해 단일 소자에서 전류의 '양(+)·음(–)' 두 방향을 모두 제어할 수 있다.

특히 단일 소자만으로 양방향 인공 시냅스를 구현한 첫 사례로, 기존 하드웨어 신경망의 구조적 한계를 근본적으로 극복한 것으로 평가된다.

고집적·저전력 인공지능(AI) 반도체(뉴로모픽 칩) 구현을 앞당길 핵심 기술로, 향후 이미지 인식·패턴 분석 등 온칩 학습(On-chip learning) 기반의 실시간 AI 처리 시스템에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

이 소자를 활용한 시뮬레이션 기반 AI 신경망은 얼굴 인식 정확도가 95%에 달했으며, 기존 단극성 소자 기반 신경망(75% 이하) 대비 20% 이상 향상된 성능을 기록했다.

연구팀은 이번 기술이 고집적·저전력 뉴로모픽 칩 구현의 핵심 기술이자, 실시간 온칩 학습 기반 AI 시스템의 효율을 크게 높일 수 있는 기반이 될 것으로 기대하고 있다.

GIST 강동호 교수는 "단일 소자에서 양방향 시냅스 전류를 구현한 이번 연구는 뉴로모픽 하드웨어의 에너지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 기술적 돌파구"라며 "향후 실시간 학습과 적응이 가능한 초저전력·고성능 AI 반도체 개발에 중요한 기반이 될 것"이라고 말했다.

연구 결과는 국제학술지 'Advanced Functional Materials' 온라인판에 지난 4일 게재됐다.

기술이전 관련 협의는 GIST 기술사업화센터로 문의하면 된다.


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