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미국 IBM은 뇌에서 영감을 얻은 비 노이만형 컴퓨터 아키텍처 시냅스 칩(SyNAPSE)을 발표했다.

시냅스 칩(SyNAPSE)은 고밀도 온-칩 메모리와 전력 누수가 적은 트랜지스터로 구성된 삼성전자의 28나노 공정으로 백만개의 프로그래밍이 가능한 뉴런과 2억 5600만개의 프로그래밍이 가능한 시냅스로 1와트시 매초 460억의 시냅스틱 운영 스케일을 달성하고 있다.

54억개의 트랜지스터로 구성된 이 칩은 현 시점에서 지금까지 제조된 칩 가운데 최대 규모의 CMOS 칩으로 생물학적 실시간 가동시에는 70mmW의 매우 작은 소비 전력으로 동작한다.

IBM의 이번 시냅스 칩은 인지 컴퓨팅에 중요한 첫 걸음으로, 이번 성과는 코넬 테크(Cornell Tech)와 공동 논문으로 사이언스지(Science) 최신호에 게재되고 있다.

새로운 접근의 뉴로 사이언스에서 영감을 얻은 2세대 아키텍처 칩은 10년에 가까운 연구 개발의 집대성으로서, 아키텍처는 4096개의 디지털 분산 뉴로 시냅틱 코어 온-칩 2차원 구동 네트워크를 갖고 있다. 또한 각각의 핵심 모듈은 메모리, 계산, 커뮤니케이션을 통합하여 필요시에만 작동하는 이벤트 구동 방식으로 병렬 형태로 동작한다. 

이러한 칩들은 인간의 대뇌 피질처럼 자유롭게 확장이 가능한 인터칩 인터페이스를 통해 상호 연결하여 확장이 가능한 뉴로 모픽(인간의 뇌를 닮은) 시스템 설립을 가능하게 하며 IBM은 시냅스 칩의 확장성(Scalability)을 실증하기 위해 1600만개의 프로그래밍이 가능한 뉴런과 40억개의 프로그래밍이 가능한 시냅스로 구성된 16칩 시스템도 공개하고 있다.

Traditionally, faster processing has always meant greater power consumption, but IBM's new SyNAPSE chip flips that paradigm on its head

이 프로젝트는 미국 국방부의 국방 고등 연구 계획국(DARPA)가 2008년부터 The Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics(통칭 SyNAPSE = 신경 형태학적 전자 공학 시스템) 프로그램의 0단계 1단계 2단계 3단계로 약 5300만 달러를 지원하고 있으며 현재 Cornell Tech, iniLabs 등과 공동으로 연구하고 있다.

IBM은 "1kw 에너지로 작동하며 100억개의 뉴런과 100조개의 시냅스가 내재된 2리터 이하의 부피를 가진 뉴로 시냅틱 칩 시스템" 구축을 다음 목표로 하고 있다.

The superconducting quantum circuit with five Xmon qubits (cross-shaped devices) placed in a linear array. The quantum device shows logic gates with fidelities at the surface code threshold for fault tolerance. (Photo credit: Erik Lucero.) This Nature article has been featured in a press release, Christian Science Monitor, IEEE Spectrum, International Business Times, Condensed Matter Journal Club, Photonics Spectra, EE Journal, Science News, and Techfragments.

구글은 자사의 연구 기관인 Google Research의 Quantum Artificial Intelligence Lab 팀이 양자 컴퓨터의 하드웨어 설계·개발을 위한 이니셔티브를 발족한다고 발표했다.

구글은 초전도 소재에 의한 양자 컴퓨터용 프로세서의 설계·개발을 위해 이번 이니셔티브를 캘리포니아 샌타바버라 대학 John M. Martinis 교수가 이끄는 연구 그룹과 제휴한다. Martinis 교수는 저온 물리학 분야에 주어진 Fritz London Memorial Prize를 올해 4월에 수상했고, 과거 10명의 수상자를 보면 이후 전원이 노벨상으로 이어진 점을 고려할때 그 중요성이 매우 높은 부문이다.

양자 컴퓨터는 통상적인 컴퓨터의 비트(bit)가 0과 1 둘 중 하나의 상태로만 가능한 것과 달리 새로운 개념의 큐비트(qubit)로 0과 1 상태를 동시에 가질수 있기 때문에 기존의 비트 방식과는 비교가 불가한 방대하고 빠른 연산을 구현할 수 있다. 그러나 이러한 큐비트 자체가 현재는 불 안정한 것이 큰 걸림돌이 되어 양자 교정 기술이 필요하고, 2차원 배열로 오류 정정률은 1퍼센트 이하에 도달해야 하기 때문에 아직은 부족하나 점차 시야에 가까워 질 것으로 전망되고 있다.

또한 현행의 물리적인 프로세서(CPU)의 리딩 이노베이터로서 산업을 이끌고 있는 인텔의 경우 세계 최초의 14나노 프로세서(브로드웰)를 현재 양산하고 있으나 7나노 5나노 등 향후 물리적인 나노 공정 기술의 한계가 임박함에 따라 새로운 접근으로서도 양자 컴퓨터에 대한 관심은 점차 증가하고 있다.

This photo by Erik Lucero illustrates our lab's ReZQu qubit architecture, the focus of a BBC article.

구글은 하드웨어 개발에 직접 나서는 부문에 대해 "Quantum AI 팀에 하드웨어 그룹을 통합함으로써 최근 이론적 통찰과 D-Wave 사의 양자 어닐링 아키텍처에서 학습한 사항에 따라 양자 최적화와 양자 추론 프로세서용 새로운 디자인을 구현하고 테스트할 수 있게 된다"고 설명하며 D-Wave 사의 양자 컴퓨터와 관계를 단절하는 것이 아니며 향후로도 D-Wave 사의 과학자들과 협력하면서 NASA Ames 연구소에 설치되어 있는 최신 베스비우스(Vesvius) 머신으로도 실험을 계속한다고 밝혔다.

구글은 그 동안 D-Wave 사에 의해 개발된 양자 원리에 근거한 컴퓨터를 사용해 왔으나 이번 발표로 구글이 범용적인 원리에 근거한 양자 컴퓨터에 주력할 뿐 만 아니라 그것을 독자적인 하드웨어(CPU)로 개발 하겠다는 야심을 드러내고 있는 것으로 볼 수 있다.

과거 인공지능 양자 컴퓨터는 영화에나 등장할 수 있는 "먼 미래의 꿈" 으로 거론됐으나 Martinis 교수팀과 관련 과학자들의 생각대로 모든 연구가 순항하여 이것을 현실화 시킬수 있을 것인지 큰 관심이 집중되고 있다.

IBM은 가상 환경을 위한 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network for Virtual Environments=SDN VE) 신제품 IBM SDN VE 오픈플로우 에디션(OpenFlow Edition)과 IBM SDN VE KVM Edition을 발표했다.

기존 IBM SDN VE VMware Edition에 오픈 기술에 근거한 2가지 제품이 투입 됨으로써 오픈플로우 네트워크와 KVM 환경 및 VMware 환경에서의 오버레이 네트워크를 단일적으로 관리/제어할 수 있게 된다.

소프트웨어 정의 환경(Software Defined Environment=SDE)은 IBM의 새로운 컴퓨팅 모델로서 모바일, 소셜, 빅 데이터 기술의 등장으로 변화하는 애플리케이션 처리의 특성에 따라 자동으로 최적의 시스템 자원을 배치하고 지속적으로 비즈니스를 변혁하는 시스템을 통칭한다.

SDE를 실현하기 위한 솔루션 중 하나인 SDN VE는 다양한 네트워크 가상화 기술을 단일적으로 관리/제어하는 통합형 SDN 아키텍처로 하나의 관리 화면에서 대규모 네트워크 조직을 구축하고 오픈플로우 흐름을 정의, 다른 하이퍼 바이저 간의 오버레이 네트워크를 구축할 수 있다. 

SDN VE OpenFlow Edition은 SDN 소프트웨어 군을 OSS로 개발하는 프로젝트인 오픈데이라이트(OpenDaylight)의 성과를 바탕으로 한 최초의 상용 오픈플로우 제어기로 오픈플로우 1.0에 준거하는 가상/물리적 스위치를 제어하고 멀티 테넌트 네트워크의 집중 설정이나 프로그램이 가능한 멀티 패스 라우팅 등에서 트래픽 라우팅을 동적으로 관리할 수 있다.

SDN VE KVM Edition은 KVM(Kernel-based Virtual Machine)에 의한 가상화 환경에서 물리적 네트워크를 변경하지 않고 오버레이 네트워크를 구축, 프로비저닝을 자동화하는 SDN VE VMware Edition과 조합하여 VMware와 KVM이 혼재하는 가상화 환경에서 다른 하이퍼 바이저 간에 오버레이 네트워크를 구축/관리할 수 있게 된다.

이 제품은 IBM이 오픈데이라이트(OpenDaylight)에 기증한 분산형 오버레이 기술 DOVE(Distributed Overlay Virtual Ethernet)을 기반으로 개발됐고 SDN VE는 새로운 오픈스택 뉴트론(OpenStack Neutron) API에도 대응한다.

* 뉴트론(Neutron) : 가상 네트워크 인터페이스 카드(vNIC) 등의 인터페이스 장치간 networking-as-a-service(SDN)을 제공하고 다른 오픈스택 인프라 서비스가 이를 사용.