홍성주 SK하이닉스 미래기술원장(부사장)이 8일 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 '세미콘코리아 2017' 에서 기조연설을 하고 있다. (세미콘 코리아 제공)© News1

홍성주 SK하이닉스 미래기술원장(부사장)은 8일 서울 삼성동 코엑스에서 개최된 '세미콘코리아 2017'에서 기자와 만나 "뉴로모픽(Neuromorphic, 뇌신경 모방) 기술 개발 시작 단계"라며 "최종 개발 시기는 예단할 수 없지만 시일이 상당히 걸릴 것"이라고 말했다.

이어 "미국 IBM이 트루노스칩을 개발하는 등 다양한 기술들이 있어 여러 가능성을 보고 있다"고 말했다. 홍 부사장은 서울대 물리학과 출신으로 하이닉스 반도체연구소 소자그룹장, 연구소장, D램개발본부장을 역임한 SK하이닉스 내 최고 기술 전문가다

SK하이닉스는 지난해 10월 미국 스탠퍼드대학교(Stanford University)와 강유전체 물질을 활용한 '인공신경망 반도체 소자 공동 연구개발' 협약을 체결했다. 이 프로그램에는 반도체 장비업체인 램 리서치(Lam Research Corporation), 재료업체인 버슘 머티리얼즈(Versum Materials)가 공동 참여한다. 하이닉스는 향후 뉴로모픽 칩 개발을 위한 전기를 마련할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

인간의 뇌신경구조를 현재의 반도체 소자 집적회로 기술 기반 하드웨어로 모방하는 것을 뉴로모픽(neuromorphic) 기술이라고 한다. 이 분야에서 가장 앞서가고 있는 미국 IBM은 S램 기술을 활용해 인간의 뇌를 모방한 트루노스칩을 개발했다. 공학자들은 뇌의 신경세포가 스파이크 형태의 신호를 주고받고 시냅스 연결 강도를 조절해 정보를 처리하는 구조가 반도체와 비슷하다는 데 착안했다. 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스는 화학적 전기적 반응을 통해 뉴런에서 발생하는 스파이크 신호를 다른 뉴런으로 전달해주는 역할을 한다. 이 구조를 기존 반도체 소자를 이용해 구현하는 것이 과제다.

뉴로모픽칩이 완성되면 미래 AI는 밥 한 그릇 정도의 적은 에너지원으로도 사람의 뇌처럼 기억과 연산을 동시에 처리하는 초저전력 고성능을 구현하게 된다. 이 같은 하드웨어 기반 미래형 AI를 소프트웨어 기반의 복잡한 DNN과 구분해 SNN(Spiking Neural Network)이라고 부른다.

이번 공동연구를 통해 인공신경망 반도체 소자를 개발하고 이를 뉴로모픽칩까지 발전시킬 경우, 궁극적으로 메모리반도체의 기능과 함께 시스템반도체의 연산 능력까지 갖춘 신개념의 컴퓨팅 시스템을 창출하게 된다. 외부에서 명령을 받아들였을 때 사람의 뇌와 같이 동시다발적인 연산과 정보처리가 컴퓨터 칩으로도 가능해지는 것이다.


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