삼성전자, 사람 뇌 닮은 AI 반도체 기술 세계 최초 구현…네이처 등재

입력
2022.01.13 17:00
20면
안하늘 기자
저장과 연산을 하나의 칩에서 구현
데이터 이동 없이 처리...빠르고 저전력
메모리 이어 시스템 반도체도 리더십 확장

삼성전자가 사람의 뇌와 유사한 형태로 추론까지 가능한 인공지능(AI) 반도체 기술 개발에 성공했다. 삼성전자는 이로써 급성장세인 AI 반도체 시장에서도 기술 초격차 전략을 구사할 수 있게 됐다.

삼성전자는 12일 자기저항메모리(MRAM) 기반의 '인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅'을 세계 최초로 구현했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 세계적인 학술지인 네이처에 게재됐다.

정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 제1저자로 성과를 가져온 이번 연구엔 함돈희 종합기술원 펠로우 및 하버드대 교수와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 참여했다. 삼성전자 종합기술원, 반도체연구소, 파운드리사업부 연구원들도 공동으로 연구에 참여했다.

기존 컴퓨터(PC)는 데이터와 관련, 저장용 메모리 칩과 연산용 프로세서 칩 등으로 구성된다. 삼성전자가 개발한 인-메모리 컴퓨팅은 데이터 저장과 연산을 하나의 칩에서 수행하는 기술이다. 메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 현저히 낮아, 차세대 저전력 AI 칩을 만드는 유력한 기술로 주목받고 있다.

AI 칩의 수요는 최근 AI 기술이 서버나 클라우드에서부터 모바일과 자동차, 가전 등을 포함한 전 산업에 걸쳐 확산됨에 따라 급증하고 있다. 관련업계에 따르면 2025년까지 AI 반도체 시장의 연평균 성장률이 약 30%대로 유지될 전망이다.

MRAM은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠른 장점에도 불구하고, 낮은 저항값 때문에 인-메모리 컴퓨팅을 구현하는 데 애로사항도 적지 않았다. 삼성전자 연구진은 이런 제한을 극복하고 저전력 설계에 성공하면서 숫자 분류에선 최대 98%, 얼굴 검출에선 93%의 정확도로 동작하는 것을 검증했다.

삼성전자는 향후 세계 최고 수준의 메모리 기술 역량을 시스템 반도체 기술과 접목, 차세대 AI 반도체 분야에서 지속적으로 기술 리더십을 확장해 나갈 계획이다. 특히 이번 연구는 시스템 반도체 공정과 접목해 대량 생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현했다는 데 큰 의미가 있다. 연구진은 또한 새로운 구조의 MRAM 칩을 뉴로모픽 플랫폼으로 활용할 수 있는 가능성도 제안했다. 뉴로모픽 반도체는 사람의 뇌와 좀 더 유사하게 동작하도록 설계, 더 효율적인 프로세서를 지향하는 반도체다.

정승철 전문연구원은 "인-메모리 컴퓨팅은 메모리와 연산이 접목된 기술로, 기억과 계산이 혼재된 사람의 뇌와 유사한 점이 있다"며 "이번 연구가 향후 실제 뇌를 모방하는 뉴로모픽 기술의 연구 및 개발에도 도움이 될 수 있을 것"이라고 말했다.

안하늘 기자
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탄핵 정국 속 대왕고래 시추선, 이르면 16일 밤 바다로 간다
윤석열 대통령에 대한 탄핵소추안이 가결됐는데 동해 심해 가스전 시추 작업을 위해 투입된 첫 번째 시추선이 이르면 16일 밤쯤 바다로 떠난다. 시추 결과에 따라 사업의 운명이 갈릴 예정인데 윤 대통령이 여러 차례 강조했던 사업인 데다가 더불어민주당 중심으로 2025년도 예산이 대부분 삭감된 터라 불안감이 크다. 관계 부처는 어려운 상황이지만 주어진 조건 내에서 최선을 다하다는 각오다. 15일 산업통상자원부와 한국석유공사에 따르면 이른바 대왕고래 프로젝트 1차 시추에 투입되는 웨스트 카펠라호는 이르면 16일 밤~18일에 출항을 계획 중이다. 시추에 필요한 자재 선적, 출항 허가 등 사전 준비를 마치는 대로 시추선은 대왕고래 유망구조 내 지정 해역으로 이동한다. 구멍 뚫기 작업은 19, 20일쯤 시작될 것으로 보이며 해수면 아래 1㎞ 이상 깊이까지 파고들어가야 해 시료를 채취하는 데 두 달가량 걸릴 전망이다. 그러면 시료 분석 등을 통해 내년 상반기에는 중간 결과를 내놓는다는 게 산업부 구상이다. 배는 예정대로 떠나지만 어려운 숙제들이 많다. 우선 당장 예산이 없다. 국회 예산결산특별위원회 과정에서 관련 예산이 505억5,700만 원에서 497억 원으로 약 98%가 깎인 채 확정되면서 석유공사가 1,000억 원가량의 사업비를 스스로 마련해야 하는 기로에 놓였다. 박성택 산업부 1차관은 회사채 발행을 대안 중 하나로 언급하기도 했지만 석유공사 관계자는 "기존 예산, 내년도 다른 사업 예산 등을 조정해 자체 예산으로 해결해 나갈 예정"이라고 의지를 내비쳤다. 1차 시추 결과마저 부정적이면 추가 사업 추진 역시 쉽지 않을 수 있다. 윤 대통령이 시작부터 대국민 발표에 나서며 강조한 탓에 정권 대표 사업이라는 이미지가 강하고 야당의 시선도 탐탁지 않아서다. 또 투자자 유치에 영향을 미칠 수도 있다. 당초 정부는 약 20%의 성공률을 고려했을 때 5년 동안 다섯 번의 시추가 필요하다고 설명해왔다. 탄핵 여파를 걱정하는 것은 원전 산업계도 마찬가지다. 윤 대통령이 탈원전 폐기를 선언하며 원전 산업 부흥을 강조해왔기 때문이다. 신규 원전 3기, 소형모듈형원자로(SMR) 1기 증설 등 총 원전 4개를 짓겠다던 '11차 전력수급기본계획(전기본)'은 국회 보고 일정도 잡지 못하고 있다. 또 2025년 3월 본계약을 앞둔 체코 원전 수주 사업도 마음을 놓을 수 없다. 미국 에너지부의 원전 수출 통제 절차, 미국 원전 기업 웨스팅하우스와 한국수력원자력의 지식재산권 분쟁 등 해결할 문제들이 있어서다. 이에 한수원 관계자는 "계약 협상은 계획대로 진행 중"이라며 "정치적 문제가 영향을 미치지 않고 있다"고 선을 그었다. 산업부 내부에서는 중요성이 큰 사업들인 만큼 정세에 흔들리지 않고 추진해 나가야 한다는 분위기가 짙다. 한 산업부 고위 관계자는 "국가 경제 발전을 위해 이 사업을 진행해 나가야 할 의무가 있다"며 "이럴 때일수록 기존 사업을 해나가야 나라가 혼란스럽지 않다"고 강조했다. 그는 이어 "대왕고래 프로젝트는 예산을 두고 국회와 유의미한 협의를 못 해 아쉽지만 주어진 조건에서 최선을 다할 것"이라고 밝혔다. 익명을 요청한 산업부 관계자도 "에너지나 국내 산업계 지원 등은 나라의 기틀에 해당해 허술한 모습을 보이지 않을 것"이라고 덧붙였다.
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젤렌스키 "러시아 쿠르스크 작전에 북한군 상당수 투입"
러시아에 파병된 북한군 상당수가 전투에 투입돼 우크라이나군과 교전을 벌였다고 볼로디미르 젤렌스키 우크라이나 대통령이 밝혔다. 북한군이 단순 후방 지원 임무뿐 아니라 격전지 전투에 깊숙이 개입하고 있다는 정황이 계속 드러나고 있다. 14일(현지시간) 로이터통신에 따르면 젤렌스키 대통령은 이날 정례 연설에서 "러시아가 (우크라이나가 지난 8월 기습 점령한 러 접경 격전지) 쿠르스크 지역에서 우리 군을 몰아내기 위해 상당수의 북한군을 동원하기 시작했다"고 말했다. 그러면서 "러시아는 북한군을 자기 부대에 통합해 쿠르스크 작전에 투입하고 있다"고 덧붙였다. 우크라이나가 북한군의 전장 투입을 주장한 것은 처음이 아니다. 우크라이나군은 지난 3일에도 "(전체 파병 북한군 약 1만1,000명 중) 약 2,000명이 적극적으로 적극적으로 전투에 참여하고 있다"며 "나머지 9,000명은 예비 병력으로 남아 있다"고 밝혔다. 앞서 13일 미국의 북한 전문매체 NK뉴스에 따르면 러시아 군사 블로거들도 최근 "북한군이 쿠르스크에서 우크라이나군 300명을 살해했다"고 주장했다. 다만 젤렌스키 대통령은 파병 북한군이 우크라이나 영토를 침범하지는 않았다고 설명했다. 젤렌스키 대통령은 "현재로서는 쿠르스크 내 작전에만 북한군이 배치돼있다"며 "우리는 북한군을 포함한 어떤 위협에도 맞서 싸울 것"이라고 강조했다. 한편 북대서양조약기구(NATO·나토)와 유럽연합(EU) 주요국들은 이달 18일 비공개회의를 갖고 종전 뒤 우크라이나에 유럽 군대를 '평화유지군'으로 배치하는 구상을 논의할 예정이라고 정치전문매체 폴리티코 유럽판이 지난 13일 보도했다. 이는 도널드 트럼프 미국 대통령 당선자의 종전 구상으로, 평화유지군은 러시아와 우크라이나가 평화 협정을 준수하는지 감시하는 임무를 맡을 전망이다. 18일 나토·EU 회의에는 마르크 뤼터 나토 사무총장과 젤렌스키 대통령, 독일 프랑스 폴란드 영국 정상 등이 참석할 것으로 전해졌다.