인간의 뇌 속에서 정보를 전달하고 기억을 저장하는 시냅스(왼쪽), 연구진이 개발한 2전극 메모리 소자(오른쪽 아래)© News1

국내 연구진이 인간의 뇌와 닮은 차세대 메모리 소자를 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단은 성균관대 유우종 교수팀과 공동으로 그래핀 등 2차원 나노소재들로 인간의 뇌 속 시냅스를 모방한 터널링 메모리(TRAM) 반도체 소자 구현에 성공했다고 2일 밝혔다. 저전력 고성능 인공지능 컴퓨터 개발의 새로운 길이 열린 것.

인간의 뇌 속 시냅스는 2개의 돌기(소자의 전극에 해당)로 신호를 주고받으며, 신호의 잔상을 남겨 기억을 저장한다.

인간의 뇌는 이 같은 시냅스 시스템을 기반으로 적은 에너지로도 고도의 병렬연산을 빠르게 처리할 수 있다.

이에 연구진은 기존 3개의 전극을 갖는 플래시 메모리 구조에서 저장 전극(Gate)을 없앴다.그 대신 2개의 전극(Drain, Source)으로 신호 전달 및 저장을 동시에 수행하도록 해 시냅스처럼 작동하는 터널링 메모리(TRAM)를 구현했다.

이 터널링 메모리는 소자재료로 전기적·기계적 특성이 우수한 2차원 나노물질만을 사용, 기존 메모리 소자(PRAM, RRAM) 대비 1000배 높은 신호 정밀도와 고무와 같은 신축성을 확보했다.

터널링 메모리 구조는 상용 실리콘 메모리에도 곧바로 적용이 가능하다.

이번 연구 성과는 국제 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 9월2일자에 게재됐다.


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