인간의 뇌를 모방한 프로세서

- IBM의 `TrueNorth`가 가져올 새로운 시대

IBM은 2014년 8월 7일 세계 최초의 Neuro SyNAPSE 컴퓨터 칩이라는 것을 발표하였다. 인간의 뇌가 가지고 있는 계산 능력과 출력 효율을 모방한 프로세서라고 한다.

`TrueNorth`라는 칩은 슈퍼컴퓨터와 동일한 수준의 성능을 우표 사이즈의 마이크로프로세서에 담는 것도 가능하게 될지도 모른다. 현재의 프로세서와 같이 시합 방식의 수학적 계산에 의해서 문제를 처리하는 것이 아니라 상황을 이해하여 애매한 문제도 대처하고 문맥에 대응한 처리를 리얼타임에 실행할 수 있도록 설계되어 있다. 그리고 컴퓨터 사상 가장 전력 효율이 높은 칩의 하나가 되어 새로운 타입의 모바일 어플리케이션이나 컴퓨팅 서비스를 실현할 가능성도 있다고 한다.

IBM의 연구 책임자 겸 시니어 매니저인 Dharmendra Modha씨는 인터뷰에서 “인간의 뇌를 참고로 한 TrueNorth 칩은 IBM의 칩으로서는 최대가 되는 54억의 트랜지스터를 사용하고 있어 프로그램 가능한 100만 개의 뉴런과 프로그램 가능한 2억 5,600만 개의 시냅스를 구비하고 있다. 1,000억 개의 뉴런과 100조~150조개의 시냅스를 가지는 인간의 뇌에는 보다 뒤떨어져 있지만 예를 들어 사전에 해일 경보를 발령하는 석유 누설을 감시하거나 해양 항로의 규칙을 집행한다고 하는 디바이스를 가동시키려면 충분하다”고 강조하고 있다. 이것은 모두 불과 70mW라 하는 보청기 정도의 전력 소비로 실행된다고 알려져 있다. TrueNorth 칩은, `SyNAPSE`로서 알려진 IBM의 Cognitive computing program의 핵심이 되는 요소라고 한다.

그 외에 고려할 수 있는 용도로서는 소형의 수색 구난 로봇에게 탑재하는 시각 장애자의 안전한 이동을 보조하고 회의 중 참가자의 소리를 자동적으로 식별하여 각자의 발언 내용을 정확하게 입력하는 용도 등이 있다고 한다.

현재 칩은 아직 연구 단계이며 2014년 8월 7일 발표는 그 설계의 제2세대에 대해 설명하고 있다. IBM가 제1세대를 발표한 것은 1년 전 일이라고 한다. 현재도 시작 단계이지만 그것도 최초의 상용 이용으로부터 불과 2~3년일지도 모른다. 전문가는 SyNAPSE의 TrueNorth와 같은 이노베이션(innovation)에 의해서, 폰?노이만형 아키텍처의 처리 능력의 한계를 넘을 수 있을 가능성이 있다고 생각하고 있다. 이 아키텍처는 수학 베이스의 시스템으로 1948년 이후 제조된 거의 모든 컴퓨터의 기반이 되고 있다.

미국 에너지성 버클리 연구소의 디렉터로 컴퓨터 사이언스의 전문가인 Horst Simon씨는 “확장성과 저소비 전력이라는 점으로 획기적인 성과이다. IBM SyNAPSE 프로젝트는 향후 10년간 일어나는 그 변화를 시사하는 것”이라고 말했다.

Modha씨는 8년간에 걸쳐 미국 국방 고등 연구 계획국(DARPA)으로부터 5,350만 달러(약 535억 5,000만 원)의 자금 제공을 받으면서 SyNAPSE 프로젝트의 개발을 인솔하고 있다. IBM은 이 칩이 언제 `시각, 청각, 그리고 다감각으로의 응용에 의해서 과학, 기술, 비즈니스, 행정, 사회를 변혁한다`고 기대하고 있다.

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