DNA로 만든 컴퓨터 칩 나왔다..AI 혁신 이룰까

컴퓨터처럼 계산을 수행하는 DNA 기반 칩이 개발됐다.

미국 로체스터 공과대 컴퓨터 공학부 암란 강글리(Amlan Ganguly)가 이끄는 연구진이 DNA 기판을 사용해 계산을 수행하는 새로운 바이오 컴퓨팅 칩을 개발했다고 IT매체 BGR이 11일(현지시간) 보도했다.

미 로체스터 공과대 엔지니어링 실험실에 개발된 미세유체 장치 (출처=로체스터대학)

해당 연구는 작년 10월 19일 국제학술지 플로스원(PLOS One)에 소개됐다.

'생명의 청사진'으로 통하는 DNA는 전자 기반 저장 장치에 데이터를 인코딩하는 것처럼 유전정보를 인코딩한다. 과학자들은 오랫동안 DNA 기반 장치를 사용해 컴퓨팅 처리 속도를 한 차원 끌어올릴 수 있는 가능성에 대해 논의해 왔다.

과거에는 아주 작은 규모의 데이터를 인코딩하는 데 DNA 기반 장치가 사용되기도 했다. 하지만 이번에 개발된 칩은 한 단계 더 나가 데이터를 처리하는 데에도 DNA를 사용한다.

논문 공동 저자인 암란 강글리는 "DNA는 정보를 저장하는 데 탁월하며, 실제로 DNA는 대부분의 메모리 하드웨어보다 약 3~6배 정도 더 작기 때문에 전자식 메모리보다 훨씬 우수하고 안정적이며 내구성이 뛰어나다”고 밝혔다.

DNA는 오랫동안 하드드라이브, SSD와 같은 기존 방식보다 더 효과적인 데이터 저장방식으로 제안되어 왔으며, 마이크로소프트 등 기업에서도 급증하는 데이터 양을 저장하고 관리하기 위한 후보로 DNA를 꼽기도 했다.

연구진은 지난 2017년 동영상으로 박테리아의 DNA 분자를 암호화하는 등 DNA 기반 저장 장치를 구축한 바 있다.

이번 연구에서 연구진은 DNA를 분자 수준에서 조작해 데이터 읽기, 쓰기와 같이 DNA가 컴퓨터기능을 할 수 있는 방법을 고안했다. 다양한 지점에서 DNA 가닥에 흠집을 내 2진수의 1과 0을 나타내고, 미세유체 채널 네트워크를 사용해 다양한 계산을 표현하는 방식으로 DNA의 데이터를 인코딩했다.

연구진은 DNA 기반 칩이 데이터를 저장하고 처리할 수 있으며, 언젠가 인공지능(AI) 모델을 훈련하는 데 도움이 될 수 있는 기본 계산을 수행할 수 있다고 밝혔다. 또, DNA는 SSD보다 단위 용량당 최대 1천 배 더 많은 데이터를 저장할 수 있기 때문에 데이터를 더 효율적으로 처리할 수 있다고 덧붙였다.