컴퓨터 부품, 인간 뇌 시냅스를 모방하다

스웨덴 왕립 공과 대학(KTH)과 스탠퍼드 대학교의 연구자들이 개발한 새로운 컴퓨터 부품은 시냅스 세포처럼 작동하여 인간 뇌를 모방한다. 이 새로운 부품은 전기화학 랜덤 액세스 메모리(ECRAM)라고 불린다.

신경형 컴퓨터의 부상

ECRAM 메모리 부품은 2D 타이타늄 카바이드로 만들어졌으며, 기존의 트랜지스터 기술을 보완하는 놀라운 능력을 보여주었다. 이것은 뇌의 신경망을 모델로 한 강력한 컴퓨터의 상용화를 가능하게 한다. 이러한 신경형 컴퓨터는 오늘날의 컴퓨터보다 훨씬 더 에너지 효율이 높을 수 있다.

ECRAM은 고전적인 컴퓨팅과는 극적으로 다른 아키텍처를 가지고 있으며, 인공 네트워크에서 시냅스 세포처럼 작동한다.

Max Hamedi는 KTH의 부교수이다.

“트랜지스터가 켜져 있거나 꺼져 있지 않으며, 정보를 처리기와 메모리 사이에서 옮겨야 하는 필요가 없는 이러한 새로운 컴퓨터는 여러 상태를 가질 수 있으며, 메모리 내에서 계산을 수행하는 부품에 의존한다”고 Hamedi는 말했다.

KTH와 스탠퍼드 대학교의 과학자들은 더 효율적인 재료를 사용하여 ECRAM을 테스트하기 위해 노력해왔다. 이러한 칩을 상업적으로 이용하기 위해서는 금속 산화물의 느린 동역학과 플라스틱의 불안정한 온도를 극복할 수 있는 재료가 필요하다.

MXene 재료

연구자들은 MXene라는 재료를 개발했는데, 이는 몇 개의 원자만으로 구성된 2D 화합물이다. MXene은 유기 화학의高速성과 무기 물질의 통합 호환성을 결합한다.

MXene ECRAM은 인공 신경망(ANN)의 병렬 가속에 필요한 속도, 쓰기 노이즈, 선형성, 스위칭 에너지, 내구성과 같은 지표를 결합한다.

스탠퍼드 대학교의 Alberto Salleo 교수는 이 연구의 공동 저자이다.

“MXene은 이 특정 응용 분야에서 흥미로운 재료 가족이다. 왜냐하면它们는 기존 전자와의 통합을 위한 온도 안정성을 필요로 하는 동시에 성능을 최적화하기 위한 구성 공간을 제공하기 때문이다”고 Salleo는 말했다.

Hamedi에 따르면, 소비자가 신경형 컴퓨터를 구매할 수 있으려면 여전히 많은 장벽을 극복해야 한다. 그러나 2D ECRAM은 신경형 재료 분야에서 주요한 돌파구이다. 이것은 인간 뇌와 유사한 혼란스러운 입력과 뉴앙스를 처리할 수 있는 인공지능을 가능하게 할 수 있다. 동시에 에너지 소비를 크게 줄일 수 있다.