삼성 엔지니어들은 하버드 대학의 과학자들과 함께 뇌의 작용을 모방한 뉴로모픽 칩을 만드는 데 기술 세계를 한 단계 더 가깝게 만들 새로운 아이디어를 제안했습니다. 세부 사항은 네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)에 뇌 복사 및 붙여넣기 기반 Neuromorphic Electronics based on Brain Copy and Paste라는 제목으로 게재되었습니다.
저자가 제시한 개념의 본질은 "복사"와 "붙여넣기"라는 단어에서 가장 정확하게 전달됩니다. 하버드대 교수와 함돈희 SAIT 교수, 박홍근 하버드대 교수가 개발한 나노전극 어레이를 이용해 뇌의 신경 연결을 복사하는 방법을 제안한 논문이다. 이러한 방식으로 생성된 카드는 솔리드 스테이트 메모리 3D 네트워크 모듈에 삽입됩니다. 이 분야에서 삼성은 세계적인 리더 중 하나입니다.
이 복사 및 붙여넣기 접근 방식을 사용하여 프로젝트의 저자는 낮은 에너지 소비, 쉬운 학습, 환경 적응, 자율성 및 인지 능력과 같은 뇌의 고유한 기능을 달성할 수 있는 메모리 미세 회로를 만들려고 합니다. 능력 - 이 모든 것은 이전에는 컴퓨팅 시스템에서 액세스할 수 없었습니다.
뇌는 많은 수의 뉴런으로 구성되며 상호 연결의 회로가 작업을 담당합니다. 따라서 정확한 뇌 지도를 아는 것이 전체 뇌를 리버스 엔지니어링하는 열쇠임이 밝혀졌습니다. 뉴로모픽 엔지니어링의 한 분야는 지난 세기의 80년대에 시작되었으며, 그 당시 목표는 실리콘 칩에서 두뇌의 구조와 신경망의 기능을 모방하는 것이었습니다. 그 작업은 지금까지 더 높은 뇌 기능을 담당하는 신경 연결의 정확한 지도를 만드는 것이 거의 불가능했기 때문에 매우 어려워 보였습니다. 따라서 뉴로모픽 엔지니어링의 작업은 뇌에서 "영감을 받은" 칩 개발로 단순화되었지만 세부적으로 복제하지는 않았습니다.
새로운 프로젝트의 저자는 뇌를 리버스 엔지니어링한다는 원래 목표로 돌아가는 방법을 제안했습니다. 나노전극의 배열은 많은 수의 뉴런에 연결되어 높은 감도로 전기 신호를 기록합니다. 이러한 기록을 기반으로 신경 연결 지도가 생성되어 뉴런이 서로 연결되는 위치와 그러한 연결이 얼마나 강한지를 보여줍니다. 결과적으로 이러한 레코드에서 신경 "배선" 맵이 추출되거나 "복사"됩니다.
그런 다음 이러한 방식으로 복사된 신경 맵은 비휘발성 메모리 네트워크에 "삽입"됩니다. 이것은 일상 생활에서 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)에서 사용되는 기존 상용 플래시 메모리 또는 전도성이 있는 차세대 RRAM 메모리가 될 수 있습니다. 각 요소는 이전에 복사한 맵의 신경 연결 강도에 해당합니다.
이 기사는 또한 신경 연결 맵을 전자 메모리 네트워크에 신속하게 "삽입"하는 방법을 제안합니다. 특별히 설계된 비휘발성 메모리 요소의 네트워크는 궁극적으로 신경 연결 맵을 반영하고 고정된 세포 간 신호를 통해 활성화됩니다. 즉, 신경 연결은 메모리 칩에 직접 언로드됩니다.
인간의 뇌에는 약 1,000억 개의 뉴런과 약 1,000배 더 많은 시냅스 연결이 포함되어 있으므로 결과적으로 뉴로모픽 칩은 약 100조 개의 요소로 구성됩니다. 이러한 수많은 요소들의 통합은 삼성의 자체 3D 기술로 가능하다.
삼성전자는 전자 부품 제조의 모범 사례를 활용하여 인공 지능에 중점을 둔 반도체 솔루션의 리더십을 공고히 하기 위해 뉴로모픽 엔지니어링 분야에서 계속 노력할 계획입니다.
“우리가 제시한 비전은 매우 야심적입니다. 그러나 이러한 영웅적 도전은 기계 지능, 신경 과학 및 반도체 기술의 경계를 넓힐 것”이라고 함 교수는 말했다.
2021-09-27 01:26:50
작가: Vitalii Babkin