IBM, 빛 기반 AI프로세서 개발…자율주행차량 적용 기대

전기기반 칩에 비해 빠르고 크기가 작아 자율주행차량 등에 적용 유리

IBM이 전기 대신 빛을 신호로 사용하는 인공지능(AI) 프로세서를 개발 중이다.

미국 지디넷은 IBM이 옥스퍼드, 뮌스터, 엑서터 등 유럽 대학들과 광자 텐서코어를 개발 중이라고 최근 보도했다.

광자 텐서코어는 전기신호 대신 빛을 이용한 신호로 대기시간을 최소화해 기존 프로세서보다 빠른 병렬처리를 지원한다.

IBM에서 개발 중인 광자 텐서코어(이미지IBM)

IBM 측은 이미지 등 시각적 데이터를 처리하는 컨볼루션 신경망 및 딥러닝 작업에 유리하다고 밝혔다. 또한 기존 AI 프로세서에 비해 처리속도가 빠르고, 성능을 위해 요구되는 크기가 작아 자율주행 차량에 적합할 것이라고 설명했다.

IBM 리서치팀의 아부 세바스찬 연구원은 “기존 프로세서로는 100마일로 운전 중일 때 일정 거리 내에 움직이는 무언가를 감지할 수 없는 경우가 있었다”며 “광자 기반 시스템은 전기적 접근보다 훨씬 빨라 대응에 유리하다”고 설명했다.

IBM은 광자 텐서코어 개발을 위해 광학물리학을 활용했다. 서로 다른 광학 파장을 사용해 복잡한 계산을 단일코어에서 병렬로 실행할 수 있었다.

또한 칩 구축을 위해 위상 변화 메모리를 기반으로 하는 비휘발성 광자메모리 장치를 이용해 컨본루션 커널을 칩에 저장하고, 여러 주파수로 인코딩된 입력을 공급하기 위해 광칩 기반 주파수 빗을 사용했다.

IBM에서 발표한 실험결과에 따르면 4개 입력백터를 사용한 9X4 크기의 행렬 실험 환경에서 초당 2조 곱셈누적(MAC) 또는 2TOPS(초당 2조번 연산)의 성능을 달성했다.

IBM은 현재 발표된 결과를 바탕으로 지속적인 연구를 통해 1mm² 당 1페타MAC 또는 1TOPS의 성능을 달성할 수 있을 것이라고 보고서를 통해 밝혔다.

아부 세바스찬 연구원은 “우리의 연구는 특정 유형의 계산을 가속화 할 수 있는 광자 프로세서의 잠재력을 보였다”며 “앞으로는 엔드투엔드 환경에서 성능을 유지하고, 시스템 수준에서 통합될 수 있도록 더 많은 작업을 진행할 것”이라고 말했다.