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[IT뉴스]빛 쓰는 '광컴퓨터' 빛 볼까…속도 100배 향상 '광소자' 개발

온카뱅크관리자

2025-04-11 10:17:30

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="3zscJ0zTLe">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ebdba518cb997e4ad3ed46b0266e940f7c12865684d1544b392b539a85651486" dmcf-pid="0bCDLubYMR" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="양자컴퓨터와 함께 미래 컴퓨터로 주목받는 '광컴퓨터' 상용화를 앞당길 수 있는 광소자가 개발됐다. 광컴퓨터란 빛을 이용해 정보를 처리하는 초고속, 초대용량 컴퓨터다. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/11/dongascience/20250411101312983jhwc.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="FLtYOQdzdd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/11/dongascience/20250411101312983jhwc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            양자컴퓨터와 함께 미래 컴퓨터로 주목받는 '광컴퓨터' 상용화를 앞당길 수 있는 광소자가 개발됐다. 광컴퓨터란 빛을 이용해 정보를 처리하는 초고속, 초대용량 컴퓨터다. 게티이미지뱅크 제공
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="ea62dc70369354e6f722c8a4b9ea36c7dd55a089ae44c772e3db28266995a284" dmcf-pid="pKhwo7KGJM" dmcf-ptype="general">양자컴퓨터와 함께 미래 컴퓨터로 주목받는 '광컴퓨터' 상용화를 앞당길 수 있는 광소자가 개발됐다. 광컴퓨터란 빛을 이용해 정보를 처리하는 초고속, 초대용량 컴퓨터다.</p>
          <p contents-hash="f06996f95bfdb5dd4b129c9541ba80c3f2676c28f444f09e756ebd39ee9a7e3b" dmcf-pid="U9lrgz9Hix" dmcf-ptype="general"> 싱가포르에 본사를 둔 기업 '라이텔리전스(Lightelligence)'와 미국을 기반으로 한 기업 '라이트매터(Lightmatter)'는 광컴퓨터의 연산 속도를 100배 이상 높일 수 있는 광소자 칩을 개발한 연구결과를 각각 10일(현지시간) 네이처에 발표했다. </p>
          <p contents-hash="7205dfdf3ab165f7fbcb425b38fa94023f02b86b0977a8f38d741e379c21127a" dmcf-pid="u2Smaq2XeQ" dmcf-ptype="general"> 두 기업의 연구팀은 모두 '실리콘 포토닉스' 기술을 이용해 광소자 칩을 개발했다. 실리콘 포토닉스는 '빛으로 동작하는 회로'를 반도체 칩 안에 집적하는 기술이다. 렌즈나 거울, 광섬유 등 고전적인 광학 부품 대신 실리콘 기반의 반도체 제작 공정을 활용해 광소자를 칩 상에 구현하는 방식이다. </p>
          <p contents-hash="23b31cf6dac100271d5e7879f0fbd6b500096b7d1d556a4cfe6c4e9fe27333d8" dmcf-pid="7VvsNBVZRP" dmcf-ptype="general"> 라이텔리전스 연구팀은 빛이 한 번 깜빡할 때 64×64 행렬 연산을 할 수 있는 칩을 개발했다. 인공지능(AI) 기술의 기반인 행렬 연산이란 행과 열에 수를 배열한 행렬에서의 연산 과정이다. 64×64 행렬 연산은 행렬 연산의 기본 단위인 곱셈-누적(MAC) 연산을 4096번 할 수 있다는 뜻이다. MAC 연산은  행렬로 구성된 숫자를 서로 곱한 다음 더하는 방식을 뜻한다. 연구팀은 칩을 개발하는 데 빛 기반 연산 속도를 높이는 광자 가속기인 '페이스(PACE)'를 적용했다. </p>
          <p contents-hash="4a5f5aa1e7d195c673c6f1469fa30078f9b8d0738287c24ffb748401e084b3ff" dmcf-pid="zfTOjbf5n6" dmcf-ptype="general"> 라이텔리전스 연구팀은 개발한 칩을 AI 열풍과 함께 부상한 엔비디아의 그래픽처리장치(GPU) 'A10'의 성능과 비교했다. 초고속 컴퓨터의 성능을 평가하는 데 최적화된 '아이징 문제'를 얼마나 잘 푸는지 분석한 것이다. 아이징 문제를 잘 풀수록 AI를 구현하는 데 탁월한 것으로 알려져 있다. </p>
          <p contents-hash="0fa619a1dc4c133f3563293ed6633c72f892c02c9a7a770c2ba84e3d3b335324" dmcf-pid="q4yIAK41M8" dmcf-ptype="general">비교 결과 라이텔리전스 연구팀의 광컴퓨팅 장치가 A10 GPU의 '최소 지연 시간'을 약 500배 단축했다. 데이터나 명령을 주고받는 데 걸리는 최소 시간을 가리키는 최소 지연 시간은 컴퓨터 성능의 척도다. 엔비디아 A10 GPU의 최소 지연 시간은 2300나노초(ns·1나노초는 10억분의 1초), 라이텔리전스 장치의 최소 지연 시간은 5ns였다. </p>
          <p contents-hash="94613010e79c8129a31ea3f58933676aed37f70dfd79edcc3884090f294eca55" dmcf-pid="ByJPBhyjL4" dmcf-ptype="general"> 라이트매터 연구팀이 개발한 광소자 칩은 128×128 행렬 연산이 가능하다. 빛이 한 번 깜빡일 때 1만 6384번의 MAC 연산을 할 수 있는 것이다. 연구팀은 개발한 칩을 이용해 만든 장치로 기존 고전 컴퓨터에서 운영하는 AI 모델을 효율적으로 구현할 수 있다는 점도 확인했다.  </p>
          <p contents-hash="15a595fdff67487305b678ee1b363c49f6aeff8062d635bb542fcafde26e143d" dmcf-pid="bWiQblWAJf" dmcf-ptype="general"> 실리콘 포토닉스 전문가인 한상윤 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇 및 기계전자공학과 교수는 이번 연구결과에 대해 "기존 광소자 칩은 최대 10×10 행렬 연산이 가능했기 때문에 속도를 100배 이상 높인 셈"이라고 평가했다. 또 "빛은 광회로를 지날 때 광회로의 길이가 길어질수록 빛이 기하급수적으로 사라지는 광손실이 일어난다"며 "광소자 칩의 한계였던 '광손실'을 대폭 줄이고 칩의 빛 정밀도를 높이는 방식으로 성능을 높인 것으로 보인다"라고 말했다. </p>
          <p contents-hash="96851c5ef25bcda70036a65e38be51f76e54f25bae313eaa0ee558e536c16e3c" dmcf-pid="KYnxKSYcdV" dmcf-ptype="general"> 네이처가 두 연구결과를 발표하며 함께 실은 논평에서 앤서니 리조 미국 다트머스대 교수는 "수십 년 동안 개발되어 온 광컴퓨터가 이번 결과를 통해 더욱 강력하고 에너지 효율적인 컴퓨팅 시스템을 구축할 수 있게 됐다는 의미"라고 말했다. </p>
          <p contents-hash="2b0869068612583e0191dde15699f2004b987a828302261f1530b76e7a40cc76" dmcf-pid="9GLM9vGkL2" dmcf-ptype="general">한 교수는 "광컴퓨터는 빛을 기반으로 데이터를 주고받는 '광통신'과 AI 기술을 개발하고 운용하는 데 고전컴퓨터보다 기술적으로 유리하다"며 "AI 시대에 광컴퓨터의 전망이 밝다"고 설명했다. </p>
          <p contents-hash="c201eff81db45e0599c1c669ab928da351f8484a741e5e3c732452d256a446a4" dmcf-pid="2HoR2THEL9" dmcf-ptype="general">[이채린 기자 rini113@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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