ACROFAN

1억 개 뉴런 갖춘 뉴로모픽 연구 시스템 인텔의 ‘포호이키 스프링스’

기사입력 : 2020년 05월 16일 12시 18분
ACROFAN=김보라 | bora.kim@acrofan.com | SNS

지난 3월 인텔이 공개한 연구시스템 ‘포호이키 스프링스’는 ‘포호이키 스프링스(Pohoiki Springs)’는 1억 개의 뉴런 구성을 제공하며, 컴퓨팅 능력 향상을 위한 새로운 방향성에 대한 연구의 일환으로 진행됐다. 포호이키 스프링스’는 5U 섀시에 768개의 로이히(Loihi) 뉴로모픽 연구 칩을 장착해 1억 개의 뉴런 연산 성능을 제공하고, 전력 소비 또한 500W 미만이다.

이 시스템의 기반이 되는 로이히 뉴로모픽 연구 칩은 인간의 뇌에서 영감을 얻어 구성되었다. 128개 코어 설계는 SNN(Spiking Neural Network) 알고리즘에 최적화되어 있고, 13만여개의 뉴런은 서로 독립적으로 실행되고 다른 뉴런과 통신하면서 해당 뉴런의 전기 상태를 변경할 수 있다. SNN에 맞게 특화된 로이히 칩은 처리가 까다로운 워크로드를 기존 프로세서 대비 최대 1,000배 빠르고, 최대 10,000배 효율적으로 처리할 수도 있으며, 매우 낮은 전력 소비와 우수한 성능 및 용량 사양을 바탕으로 자율 작동 및 지속적 학습이 요구되는 시스템의 구조화되지 않은 환경에서도 매우 빠른 속도의 학습이 가능하다.

‘포호이키 스프링스’는 로이히 아키텍처를 확장한 시스템으로, 극한 병렬과 비동기 신호의 특징을 갖추고 특별한 유형의 문제를 다루는 데 있어 매우 빠르고 효율적으로 접근할 수 있다. 5U 랙마운트 섀시 정도의 크기에 768개의 로이히 칩을 탑재해 약 1억 개의 뉴런 연산 성능을 갖추었으며, 이 로이히 칩들은 전통적인 컴퓨팅 시스템과 연결되어 활용되고, 전력 소비량은 300W 수준으로 소개됐다.

뉴로모픽 컴퓨팅은 신경과학의 최신 통찰력을 적용해 컴퓨터 아키텍처를 근본부터 전면적으로 다시 설계하며, 뉴런의 조직, 통신 및 학습 능력을 하드웨어 수준으로 구현하고, 현재 인텔의 뉴로모픽 리서치 칩인 ‘로이히’는 칩 수준에서 약 13만 개의 뉴런과 1억 2,800만 개의 시냅스, 칩 내부적으로 학습 기능을 갖추고 있다. 또한 이 ‘로이히’는 전통적인 컴퓨팅 아키텍처에서는 분리되어 있던 메모리와 컴퓨트 기능이 통합된 형태로, 기존의 아키텍처와는 전혀 다른 접근법을 취하고 있다는 점도 중요한 특징이다.

‘포호이키 스프링스’가 가진 1억 개의 뉴런은 로이히의 신경 능력을 작은 포유류의 뇌 수준으로 증가시킨 것으로, 향후 더욱 크고 정교한 뉴로모픽 워크로드를 처리할 수 있도록 지원하는 단계로 가는 중요한 계기라는 의미를 가진다. 이 시스템의 로이히 칩은 기존의 전통적인 컴퓨팅 시스템과 연결되고, 로이히 칩 간에는 메시 형태의 연결을 통해 칩과 칩 간의 메시지 교환에서 효율성을 높였다. 또한 클라우드 인프라에서의 연결을 위한 이더넷 네트워킹과 유연한 파티셔닝 기능도 갖추고 있다.

인텔이 1억개의 뉴런 구성까지 확장하는 것은 비교적 간단했지만, 확장성과 가용성 측면에서 과제들을 마주했다. 아키텍처에 대한 기초적인 문제보다는 트랜지스터에서부터 기존의 범용 컴퓨팅 환경에서는 사용할 수 없는 부분들까지 전체적인 소프트웨어 시스템 스택을 다시 구축하는 문제 등이 발생했기 때문이다. 칩 연결 스케일이 커지면서 뇌 부피의 80%를 차지하는 ‘백색 물질’과 같은, 로이히 칩간 효율적인 장거리 통신 방법에 대한 연구도 추가 확장에 대한 당면 과제로 꼽히고 있다.

 


Copyright ⓒ Acrofan All Right Reserved



[명칭] 아크로팬   [제호] 아크로팬(ACROFAN)    [발행인] 유재용    [편집인] 유재용    [청소년보호책임자] 권용만
Copyright © ACROFAN All Right Reserved