中 연구팀, 원숭이 뇌 모방한 뉴로모픽 컴퓨터 개발

중국 저장대학 뇌기지능국가중점실험실이 뇌 구조를 모방한 컴퓨터 오공(Darwin Monkey)을 개발했다. 오공은 붉은털원숭이 뇌에 가까운 신경구조를 재현한 것이라고 한다.

뉴로모픽 컴퓨터란 인간 등 뇌의 신경생물학적 구조를 모방하는 컴퓨팅 기법이다. 뇌라는 효율적인 정보처리 장치를 모방해 기존 컴퓨터에 존재하는 다양한 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

기존 인공신경망은 일반적인 컴퓨터 원리에 따라 지속적으로 변화하는 바이너리 값을 통해 데이터를 처리한다. 반면 뉴로모픽 컴퓨터는 스파이킹 신경망(SNN: Spiking Neural Networks)이라는 모델로 구동된다.

생물 뉴런은 다른 뉴런으로부터 수신한 신호가 반응을 일으킬 만큼 충분한 수준에 도달하면 전기펄스를 발생시키는 발화를 통해 온과 오프가 전환된다. SNN은 생물 뇌에서 이뤄지는 뉴런 간 신호전달을 모방해 전기신호에 따른 온/오프 전환을 통해 데이터를 처리하고 전달한다고 한다.

이처럼 생물학적 뉴런 간 정보전달을 물리적으로 모방해 SNN은 고도의 데이터 병렬처리가 가능해지며 기존 컴퓨터 아키텍처보다 강력해질 가능성이 있다. 또 인공뉴런은 스파이크마다 짧은 휴지기간에 들어가며 다음 발화까지 그 사이에는 반응하지 않기 때문에 전체적인 전력소비 절감으로 이어진다고 알려져 있다.

이번에 연구팀은 오공이라고 명명된 차세대 뉴로모픽 컴퓨터를 개발했다고 발표했다. 오공은 20억 개 이상 인공뉴런과 1,000억 개 이상 인공시냅스를 갖추고 있으며 이는 붉은털원숭이 뇌와 거의 동등하다고 주장하고 있다.

지금까지 발표된 것 중 가장 대규모 뉴로모픽 컴퓨터는 인텔이 2024년에 발표한 하라 포인트(Hala Point)였으며 인공뉴런 수는 11억 5,000만 개, 인공시냅스는 1,280억 개였다.

오공은 실험실에서 개발된 Darwin 3라는 뇌컴퓨팅 칩을 960개 탑재하고 있으며 각 칩이 최대 235만 개 인공뉴런을 제어한다. 또 오공 전체는 뉴로모픽 브레인 서버 15대로 구성되어 있다. 이와 같은 대규모 컴퓨터임에도 불구하고 오공의 소비전력은 2kW라고 하며 이는 전기주전자나 헤어드라이어와 거의 같은 수준이라고 한다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.