๋๊ตญ์์
๋๊ตญ๋ ๊น์ฑ์ค ์ฐ๊ตฌํ, ์ ๋ฐํ ๊ฐ์ค์น ์ ์ฌ ๊ธฐ๋ฒ์ ์ด์ฉํ ์ ํญ๋ณํ ๋ฉค๋ฆฌ์คํฐ ์ด๋ ์ด ๊ธฐ๋ฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์ปดํจํ ์์คํ ๊ฐ๋ฐ
- ์์์ ์ ๊ธฐ์ ํน์ฑ ํ์ฉ… ์คํ์ดํฌ ๋ด๋ด ๋คํธ์ํฌ ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ ์ ๋ณด์ฌ
- ๊น์ฑ์ค ๊ต์, “๊ณ ์ฑ๋ฅ AI ํ๋์จ์ด ๊ตฌํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ ๋ณด์ฌ์ค… ์ฐจ์ธ๋ AI ์ฐ์
์ ์ฉ ๊ธฐ๋”
- ‘Nano Energy’์ ์ฐ๊ตฌ ์ฑ๊ณผ ๊ฒ์ฌ(IF=17.1)
โฒ ์ผ์ชฝ๋ถํฐ ์ ์์ ๊ธฐ๊ณตํ๊ณผ ๋ณ์ฉ์ง ์์ฌ๊ณผ์ ์(์ 1์ ์), ๊น๊ธฐ๋ฌธ ์์ฌ๊ณผ์ ์(๊ณต๋ ์ 1์ ์), ๊น์ฑ์ค ๊ต์(๊ต์ ์ ์)
๋๊ตญ๋ถฤว๊๊ต(์ด์ฅ ์ค์ฌ์
)๋ ์ ์์ ๊ธฐ๊ณตํ๊ณผ ๋ณ์ฉ์ง ์์ฌ๊ณผ์ ์(์ 1์ ์), ๊น๊ธฐ๋ฌธ ์์ฌ๊ณผ์ ์(๊ณต๋ ์ 1์ ์), ๊น์ฑ์ค ๊ต์(๊ต์ ์ ์), ๊ณ ๋ ค๋ถฤว๊๊ต ์ง๋ฅํ๋ฐ๋์ฒด๊ณตํ๊ณผ ๊น์ฑ์ค ๊ต์(๊ต์ ์ ์)๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ์ฐ๊ตฌํ์ด ์ฐํ์๋ฃจ๋ฏธ๋(Al2O3) ๋ฐ ์ฐํํฐํ๋(TiOx) ๋ฐ๋ง ๊ธฐ๋ฐ ์ ํญ๋ณํ ๋ฉค๋ฆฌ์คํฐ ์ด๋ ์ด๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค๊ณ ๋ฐํํ๋ค.
ํด๋น ์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋ <Reset-dominant accurate synaptic weight mapping in passive memristor arrays for energy-efficient spiking neural networks>๋ผ๋ ์ ๋ชฉ์ผ๋ก ๋๋ ธ๊ธฐ์ ๋ถ์ผ ์ ๋ช ๊ตญ์ ํ์ ์ง ใNano Energy (IF=17.1)ใ์ ์จ๋ผ์ธ ๊ฒ์ฌ๋๋ค. ์ด๋ฒ ๋ ผ๋ฌธ์ ์ฌ์ ํ์ต๋ SNN ๋ชจ๋ธ์ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ Al2O3 ๋ฐ TiOx ๋ฐ๋ง ๊ธฐ๋ฐ ๋ฉค๋ฆฌ์คํฐ ์ด๋ ์ด์ ์ ์ฌํด ํ๋์จ์ด ์์ค์์ ๋์ ์ฑ๋ฅ์ ๋ณ๋ ฌ ์ฐ์ฐ(In-memory computing)์ ๊ตฌํํ ๊ฒ์ผ๋ก, ์ฐจ์ธ๋ AI ์ถ๋ก ๊ฐ์๊ธฐ๋ก์์ ์ ์ฌ์ฑ์ ํ์ธํ๋ค.
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ Al2O3 ์ ํญ ๋ณํ์ธต๊ณผ ์ค๋ฒ์์ ๋ฐฉ์งํ๋ TiOx ๋ฐ๋ง์ ๊ฒฐํฉํ ์์๋ฅผ 24×24 ํฌ๊ธฐ์ ํฌ๋ก์ค๋ฐ ์ด๋ ์ด ํํ๋ก ์ง์ ํ๋ค. ๋ํ, ์ด๋ ์ด ์์์ ์ฌ์ ํ์ต๋ ์คํ์ดํฌ ๋ด๋ด ๋คํธ์ํฌ(Spike Neural Network) ๋ชจ๋ธ ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ์์์ ๋ฉํฐ ๋ ๋ฒจ ํน์ฑ์ ๋ง๊ฒ ์์ํํ ๋ค ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ฌํ๋ ๋ฐ ์ฑ๊ณตํ๋ค.
๊ฐ๋ฐ๋ ์ ํญ๋ณํ ์ด๋ ์ด๋ ๋ฉํฐ ๋ ๋ฒจ ํน์ฑ์ ๋ฐํ์ผ๋ก 20๊ฐ์ ์ ํญ ์ํ ํ๋ก๊ทธ๋๋ฐ์ด ๊ฐ๋ฅํ๋ฉฐ, ๋ฎ์ ๋์์ ์ ๋ฐ ์ธ๋ถ ์ ๋ฅ ์ ํ ํ๋ก์ ์์กดํ์ง ์๋ ์์ ์ ์ ํญ ์ค์์นญ ๋์ ๋ฑ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ๋ฐ๋์ฒด ์์๋ก์ ๋์ ํ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๋ณด์ฌ์คฌ๋ค.
๋ํ, ์ฐ๊ตฌํ์ ์ด๋ ์ด ์์ ๋ชจ๋ ๋ฉค๋ฆฌ์คํฐ๋ฅผ ์ ์ ํญ ์ํ๋ก ์ผ๊ด ์ด๊ธฐํํ ํ, ์ ์ง์ ์ธ ๋ฆฌ์ ๊ณผ์ ์ ํตํด ๊ฐ์ค์น๋ฅผ ์ ๋ฐํ๊ฒ ์ ์ฌํ๋ ๋ฐฉ์์ ์๋ก ์ ์ํ๋ค. ์ด ๊ณผ์ ์์ ํ๋์จ์ด ๊ธฐ๋ฐ AI ์ฑ๋ฅ์ ์์ค์ ์ต์ํํ๊ณ ๊ฐ์ค์น ์ ์ฌ, ๋ณ๋ ฌ ์ฐ์ฐ ํน์ฑ ํ๊ฐ ๋ฑ ๋ณต์กํ ์ธก์ ์ ์๋ํํ๋ C++ ๊ธฐ๋ฐ ์ธก์ ์๋ํ ํด์ ๊ฐ๋ฐํด ์ฐ๊ตฌ ํจ์จ์ ๋์๋ค.
์๋ก ๊ฐ๋ฐํ ๋ฐฉ์์ ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์ ๋๋น ๊ฐ์ค์น ์ ์ฌ ์ค์ฐจ๊ฐ 65% ๊ฐ์ํ์ผ๋ฉฐ, ์ถ๊ฐ์ ์ธ ํ์ธ ํ๋์ ํตํด ํ๋์จ์ด ๊ธฐ๋ฐ AI ๋ชจ๋ธ์ ์ด๋ฏธ์ง ์ธ์๋ฅ ์ 41.05%์์ 88.85%๋ก ๋์ด์ฌ๋ ธ๋ค. ์ฐ๊ตฌํ์ “์ (set) ๊ณผ์ ์์ ์์์ ํ๋ฅด๋ ์ ๋ฅ๊ฐ ๊ธ๊ฒฉํ๊ฒ ๋ณํ๋ ๊ฒ์ ๋ฐํด, ๋ฆฌ์ (reset) ๊ณผ์ ์์๋ ๋น๊ต์ ์๋งํ๊ฒ ๋ณํ๋ ์ ๊ธฐ์ ํน์ฑ์ ์ฐฉ์ํ๋ค”๊ณ ๋ฐํ๋ค.
๊น์ฑ์ค ๊ต์๋ “์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ณ์ฉ์ง ํ์๊ณผ ๊น๊ธฐ๋ฌธ ํ์์ด ์ ๋ฐํ ๊ฐ์ค์น ์ ์ฌ ๋ฐฉ๋ฒ์ ๊ณ ๋ฏผํด ์ฐฝ์์ ์ผ๋ก ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ ์ฑ๊ณผ”๋ผ๋ฉฐ, “ALD(์์์ธต ์ฆ์ฐฉ) ๊ธฐ์ ์ ํตํด Al2O3 ๋ฐ๋ง ๋๊ป๋ฅผ ์ ํํ ์กฐ์ ํ๊ณ , ์ต์ ์ ํํ ์กฐ์ฑ๋น๋ฅผ ๊ฐ์ง ์ค๋ฒ์ ์ต์ ์ฉ TiOx ๋ฐ๋ง์ ๊ฐ๋ฐํ ๊ฒ“์ด๋ผ๊ณ ์ ํ๋ค. ์ด์ด, ”์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ํตํด ์ฐจ์ธ๋ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ๋ฐ๋์ฒด ๋ฐ AI ์ถ๋ก ๊ฐ์๊ธฐ ๊ฐ๋ฐ์ ํต์ฌ ์ญํ ์ ํ ์ ์์ ๊ฒ”์ด๋ผ๊ณ ๊ฐ์กฐํ๋ค.
ํํธ, ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ ์ค๊ฒฌ์ฐ๊ตฌ ์ฌ์ ใ์ถ์ ์ปดํจํ ๊ตฌํ์ ์ํ ๋ฆฌํ ์ ์กฐ์ ๊ฐ๋ฅํ ํํ๋ ๊ธฐ๋ฐ ๊ฐ์ ์ ์ฒด ์์ ๊ธฐ์ ๋ฐ ์์ง์ ์ธต ์ง์ ๊ณต์ ๊ฐ๋ฐใ๊ณผ ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์ค ใ๋ด๋ก๋ชจํฝ ๊ธฐ์ ๊ธฐ๋ฐ ๋ชจ๋น๋ฆฌํฐ ๋ฐฐํฐ๋ฆฌ PHM ๊ธ๋ก๋ฒ ๊ธฐ์ด์ฐ๊ตฌ์คใ์ ์ง์์ ๋ฐ์ ์ํ๋๋ค.
โป ์คํ์ดํฌ ๋ด๋ด ๋คํธ์ํฌ(Spike Neural Networks) : ์๋ฌผ์ ๋ด๋ฐ๊ณผ ์๋ ์ค๋ฅผ ๋ชจ๋ฐฉํ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๊ฒฝ๋ง. ์ด๋ฒคํธ ๊ธฐ๋ฐ(event-driven)์ผ๋ก ํ์ํ ๋๋ง ์คํ์ดํฌ ์ ํธ๋ก ์ฐ์ฐ์ ์ํํด, ๊ธฐ์กด ๋ฐฉ์์ ๋นํด ์๋์ง ์๋น๋ฅผ ํ๊ธฐ์ ์ผ๋ก ์ ๊ฐํ ์ ์๋ค.