칭화대, 최고급 GPU보다 3000배 빠른 광전자 칩 개발

중국 칭화대학교 연구진이 최고급 그래픽처리장치(GPU)보다 속도는 3000배 빠르면서도 에너지는 400만분의 1로 적게 소비하는 아날로그 광전자 칩을 개발했다고 밝혔다.

연구진은 이번 연구 결과를 지난달 말 국제 학술지인 '네이처'에 발표했다.

2일(현지 시간) 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등 외신에 따르면 이번에 개발된 칩은 광학 컴퓨팅과 전자 컴퓨팅을 결합한 완전 아날로그 칩이다. 기존의 컴퓨터 비전 처리는 이미지나 영상의 정보를 디지털 신호로 변환해 인공신경망을 통해 처리한다. 이 과정에서 아날로그-디지털 변환과 디지털-아날로그 변환이 필요하며, 이는 상당한 시간과 에너지를 소비한다.

컴퓨터 비전은 컴퓨터가 이미지나 비디오에서 정보를 추출하고 해석하여 특정 작업을 수행하는 컴퓨터 과학 분야다.
칭화대학교 연구진이 개발한 칩은 광학 컴퓨팅을 사용해 이미지나 영상의 정보를 아날로그 신호로 처리한다. 이후 이 아날로그 신호를 전자회로를 통해 추가 계산하여 최종 결과를 도출한다.

연구진은 이 칩을 이용해 손으로 쓴 숫자 인식, 의류 품목 구별, 필기체 해석 등 다양한 작업에서 기존 처리 방식을 능가하는 성능을 확인했다. 특히, 칩은 72나노초 이내에 고해상도 이미지를 분류하는 능력을 보여줬으며, 최고급 GPU보다 속도는 3000배 이상 빠르면서도 에너지는 400만분의 1로 적게 소비하는 것으로 나타났다.

이 칩은 고속 처리가 필요한 산업 조립 라인이나 자율 주행 같은 다양한 응용 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 휴대용 시스템의 수명을 연장하는 데에도 기여할 수 있을 것으로 전망된다.

연구진은 앞으로 더 광범위한 컴퓨터 비전 작업을 처리하고 대규모언어모델(LLM)과 같은 새로운 인공지능(AI) 알고리즘으로 확장하기 위해 광전자 컴퓨팅을 사용해 보다 효율적인 아키텍처를 탐색할 계획이다.


이태준 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com