인텔이 쥐와 유사한 포유류 수준의 후각 신경을 갖춘 뉴로모픽(Neuromorphic) 컴퓨팅 시스템을 공개했다. 뉴로모픽 시스템은 궁극적으로 기계 장치를 신경 구조 및 인간 두뇌의 작동 방식을 모방해 인간의 유연성에 필적한 컴퓨터를 만드는 게 목적이다. 인공지능(AI) 시대의 도래를 앞두고 전통적인 컴퓨팅 기술의 한계를 뛰어넘으려는 주목되는 시도다. 

지난 18일(현지시각) 인텔은 1억개의 뉴런(신경세포)을 갖춘 뉴로모픽 시스템 ‘포호이키 스프링스(Pohoiki Springs)’를 공개했다. 포호이키 스프링스에는 곤충 수준의 뉴런을 지닌 기존 로이히(Loihi) 칩 768개가 집적됐다. 768개의 곤충 두뇌를 합쳐 포유류급 인공 두뇌를 만들어낸 것이다. 1억개의 뉴런을 가진 포호이키 스프링스는 현재 로이히 칩의 신경 능력을 작은 포유류 뇌의 수준으로 증가시켜 훨씬 크고 정교한 컴퓨팅 워크로드를 처리하도록 한다.

뉴로모픽 시스템은 쉽게 말해 동물의 신경망을 통해 전달되는 전기 신호를 반도체 형태로 구현하는 원리다. 반도체로 뇌 작동 원리를 구현함으로써 대용량 데이터를 병렬로 처리해 적은 전력으로도 복잡한 연산이나 추론이 가능해진다. 전통적인 컴퓨팅 기술은 복잡한 수식 계산에는 용이하다. 하지만 목적지로 가는 가장 빠른 길을 찾고, 사물을 판별하는 등 인간이 쉽게 할 수 있는 일을 구현하는 데는 한계를 보인다.

이날 인텔이 공개한 포호이키 스프링스는 까다로운 연산 작업을 기존 컴퓨터보다 최대 1000배 빨리 처리한다. 소비전력 대비 연산 효율도 최대 1만 배에 달한다. 마이크 데이비스 인텔 뉴로모픽 컴퓨팅 랩 디렉터는 “포호이키 스프링스는 500와트 미만의 전력 소모로 기존 컴퓨터에서 처리하기 힘든 작업을 빠르게 처리할 수 있다”면서 “이 시스템을 통해 고성능 컴퓨팅(HPC) 시스템을 포함한 기존 아키텍처에서 느리게 실행되는 워크로드를 더 빠르게 처리할 수 있다”라고 말했다. 12기가와트(GW)라는 엄청난 전력을 잡아먹는 알파고와 대비되는 고효율이다. 알파고는 CPU, GPU 같은 전통적인 컴퓨팅 기술을 기반으로 한다.

포호이키 스프링스를 구성하는 로이히 칩은 인간의 감각도 모방한다. 움직임을 실시간으로 인식하고, 인공지능 피부를 이용해 점자를 읽으며, 시각 정보를 통해 방향을 설정하고, 새로운 냄새 패턴을 배울 수 있는 식이다.

실제 인텔은 이날 로이히를 이용해 동물의 후각 신경을 모사한 연구 결과도 공개했다. 연구팀은 로이히에 화학 감지 센서 72개를 붙여 10가지 냄새 데이터를 수집했다. 그 결과 로이히는 아세톤, 암모니아, 메탄 등 10가지의 냄새에 대한 신경 표현들을 습득했다. 또 간섭을 강하게 받는 상황 속에서도 냄새들을 식별할 수 있었다. 10가지 뒤섞인 냄새 중에서 특정 냄새를 감지하는 것이다. 인텔 뉴로모픽 컴퓨팅 연구소와 코넬대학교가 참여한 이 연구는 ‘네이처 머신 인텔리전스’에 게재됐다.

인텔은 향후 뉴로모픽 반도체를 이용해 후각 외 다양한 감각을 구현할 계획이다. 또한 포호이키 스프링스를 ‘인텔 뉴로모픽 리서치 커뮤니티(INRC)’에 참여하는 90여개 기관에 클라우드로 제공해 공동 연구를 독려하기로 했다.