사람처럼 보는 즉시 판단…‘뇌 닮은 AI 반도체’ 기술 나왔다

KAIST 전상훈 교수 연구팀
센서-연산-메모리를 하나로
사람 눈-뇌, 한 칩에 통합한 셈

전기및전자공학부 전상훈 교수

카이스트(총장 이광형) 연구팀이 카메라 센서 안에서 ‘보고 동시에 판단하는’ 인공지능(AI) 연산 기술이 이뤄지는 플랫폼을 세계 최초로 완성했다고 31일 밝혔다.

전기및전자공학부 전상훈 교수(사진) 연구팀이 만든 ‘인-센서 스파이킹 컨볼루션’ 플랫폼은 센서 안에서 바로 연산이 이뤄져 불필요한 데이터 이동을 없앴다는 점이 특징이다. 기존에는 이미지를 찍고, 숫자로 바꾼 뒤, 메모리에 저장하고, 다시 연산하는 여러 단계를 거쳐야 했다. 그러나 연구팀은 빛을 감지하는 기능과, 신경세포처럼 신호를 스파이크 형태로 변환하는 기능을 단일 칩에 집적한 새로운 비전 센서 구조를 만들었다. 이를 통해 전력 소모는 크게 줄이고, 반응 속도는 획기적으로 높인 실시간·초저전력 엣지 AI 구현이 가능해졌다.

이번 플랫폼의 기반이 된 ‘M3D 집적 신경모방 시각 센서 연구’는 이달 8일부터 10일까지 미국 샌프란시스코에서 열린 세계 최고 권위의 반도체 학회 ‘국제전자소자학회(IEEE IEDM 2025)’에서 발표한 6편의 논문 중 하이라이트 논문으로도 선정됐다. 쉽게 말해 사람의 눈과 뇌를 하나의 칩 안에 쌓아 올린 반도체 기술에 대한 내용으로, 연구팀은 빛을 감지하는 센서와 뇌처럼 신호를 처리하는 회로를 아주 얇은 층으로 만들어 위아래로 겹쳐 한 칩에 넣었다. 이런 방식으로 보고-판단하는 과정이 동시에 이뤄지는 구조를 구현했다.

연구를 이끈 전상훈 교수는 “이번 연구는 센서·연산·저장을 각각 따로 설계하던 기존 AI 반도체 구조에서 벗어나, 전 계층을 하나의 재료와 공정 체계로 통합할 수 있음을 실증했다는 점에서 큰 의의가 있다”며 “앞으로 초저전력 엣지 AI부터 대규모 AI 메모리까지 아우르는 차세대 AI 반도체 플랫폼으로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다.



전혜진 기자 sunrise@donga.com