왼쪽부터 김아영·당현민 박사과정 학생, 쿠마 모히트(Mohit Kumar) 교수와 서형탁 교수(사진=아주대)
연구팀은 방대한 데이터를 하나로 응축해 처리함으로써 데이터 병목 현상을 해결하는 기술을 개발했다.
연구팀이 적용한 기술은 ‘전기적 프리즘(E-PRISM)’ 아키텍처다. 이는 여러 빛을 하나의 백색광으로 합치는 광학 프리즘의 원리를 전기적으로 구현한 것이다. 연구팀은 이를 통해 0과 1로 구성된 10개의 이진(Binary Input) 입력을 1024(2를 10번 곱한 값)의 고유한 아날로그 신호로 압축해 읽어내는 데 성공했다.
이 기술을 적용하면 센서가 수집한 정보를 디지털로 변환해 일일이 전송할 필요가 없다. 소자 자체의 물리적 특성을 이용해 즉각적인 데이터 요약과 판별이 가능해서다.
연구팀이 이번에 개발한 소자의 성능을 검증한 결과 데이터 전송의 대역폭이 약 10배 절감됐다. 이는 센서에서 작업 수행을 위해 전송해야 하는 데이터의 이동량이 기존 대비 10분의 1로 줄었다는 것을 의미한다. 이에 따라 에너지 소모량은 약 20배 절감되고 처리 속도는 100배 이상 향상될 수 있다.
서형탁 교수는 “이번 연구는 센서에서 발생하는 방대한 원데이터(Raw Data)를 현장에서 직접 압축하고 처리하는 ‘근접 센서 컴퓨팅’의 새로운 지평을 열었다는 데에 의의가 있다”라며 “소재에 구애받지 않는 범용적인 설계 덕분에 기존 반도체 공정에 즉시 적용이 가능해, 기기 자체에서 데이터를 직접 처리하는 초저전력·초고속 AI 엣지 디바이스의 핵심 기술이 될 것”이라고 기대했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 차세대지능형반도체기술개발 사업 등의 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 저명 국제학술지(Advanced Functional Materials) 5월호에 게재됐다.
