기술/연구

"AI칩 하나로 뇌처럼 학습하고 계산까지?" 한국 기술이 해냈다!

댓글 0 · 저장 0 · 편집: 이도윤 기자 발행: 2025.06.03 21:14

기사 3줄 요약

1 인하대 연구팀, 차세대 AI 반도체 핵심기술 개발
2 하나의 칩으로 뇌처럼 학습하고 바로 계산까지
3 기존 컴퓨터 한계 넘는 초저전력 반도체 기대

미래의 컴퓨터는 어쩌면 우리 뇌처럼 정보를 처리하고, 동시에 복잡한 계산도 순식간에 해낼지 모릅니다. 최근 국내 연구진이 바로 이런 상상을 현실로 만들 수 있는 중요한 열쇠를 찾아냈습니다. 인하대학교 연구팀이 개발한 새로운 AI 반도체 기술 덕분인데, 이 기술 하나로 컴퓨터의 오랜 숙제였던 처리 속도 한계를 극복할 수 있을지도 모른다는 기대감이 커지고 있습니다.

도대체 어떤 기술이길래?

연구팀은 ‘텔루렌’이라는 아주 특별한 2차원 신소재를 사용했습니다. 이 텔루렌 위에 머리카락 두께의 수만 분의 1밖에 안 되는 아주 얇은 보호막(알루미나)을 ‘원자층 증착’이라는 초정밀 기술로 여러 겹 쌓아 올렸습니다. 이렇게 만들어진 반도체는 전기 신호에 따라 마치 스위치처럼 성질을 바꾸는 ‘앰비폴라’라는 특별한 능력을 갖게 됩니다. 이 능력 덕분에 하나의 반도체 칩이 두 가지 완전히 다른 일을 동시에 해낼 수 있게 된 것입니다.

뇌처럼 생각하고, 계산도 바로바로!

이 새로운 반도체 칩은 크게 두 가지 놀라운 기능을 한 몸에 지녔습니다. 첫 번째는 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’ 기능으로, 우리 뇌의 신경망처럼 정보를 기억하고 학습하는 방식입니다. 마치 사람이 경험을 통해 배우고 똑똑해지는 것처럼, 이 반도체도 스스로 학습하며 성능을 높일 수 있습니다. 두 번째는 ‘인메모리 컴퓨팅’ 기능인데, 이는 데이터를 저장 공간에서 계산 장치로 옮기는 과정 없이, 데이터가 있는 곳에서 바로 연산을 처리하는 기술입니다. 덕분에 계산 속도가 훨씬 빨라지고 에너지 소비도 크게 줄일 수 있습니다.

뭐가 그렇게 대단한 걸까?

기존 컴퓨터는 정보를 저장하는 곳과 계산하는 곳이 나뉘어 있어, 데이터를 계속 주고받아야 했습니다. 이 과정에서 마치 꽉 막힌 도로처럼 데이터 정체 현상, 즉 ‘폰 노이만 병목 현상’이 발생해 컴퓨터 속도가 느려지는 원인이 됐습니다. 하지만 이 새로운 반도체는 하나의 칩 안에서 학습과 계산을 동시에, 그리고 데이터 이동 없이 처리할 수 있어 이런 병목 현상을 해결할 실마리를 제공합니다. 공간도 적게 차지하고, 전기도 훨씬 적게 먹으니 차세대 AI 시스템 개발에 큰 도움이 될 것으로 보입니다.

한국 연구진의 빛나는 성과!

이번 연구는 인하대학교 신소재공학과의 이문상, 함명관 교수팀이 동국대학교, 숙명여자대학교 연구팀과 힘을 합쳐 이뤄낸 성과입니다. 특히 인하대 석사과정 학생들이 제1저자로 참여해 젊은 연구자들의 가능성을 보여주기도 했습니다. 이문상 교수는 "이번 연구는 뉴로모픽과 논리 회로라는 두 가지 중요한 기능을 하나의 재료와 공정으로 구현해, 차세대 AI 반도체 설계의 핵심 기술을 제시한 것"이라며 큰 의미를 부여했습니다. 이 연구 결과는 세계적인 학술지 '나노스케일 호라이즌스'에도 실리며 그 우수성을 인정받았습니다.

편집자: 이도윤 기자

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