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반도체 소자 에너지 소모량을 늘리거나 정상 작동을 방해하는 열을 오히려 컴퓨팅에 활용하는 기술이 국내 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김경민 신소재공학과 교수팀이 산화물 반도체 열-전기 상호작용에 기반한 열 컴퓨팅 기술 개발에 성공했다고 25일 밝혔다.
연구팀은 전기-열 상호작용이 강한 '모트 전이 반도체'를 활용,써니 정 홀덤반도체 소자에 열 저장·전달 기능을 최적화해 이용하는 컴퓨팅을 구현했다.
개발 기술은 기존 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU)와 같은 디지털 프로세서보다 100만분의 1 수준 에너지만으로 경로 찾기 등 복잡한 최적화 문제를 풀 수 있었다.
은 열전도도,높은 비열을 가진 폴리이미드 기판에 모트 전이 반도체 소자를 제작,반도체 소자에서 발생한 열이 기판에 저장이 될 수 있도록 했다.
이렇게 저장된 열은 일정 시간 동안 유지되며 시간적 정보 역할을 했다.또 이웃 소자로 전파되기도 해 공간적 정보 역할을 했다.이런 열 정보 시공간적으로 활용으로 컴퓨팅을 수행할 수 있었다.
김경민 교수는 “단순히 전기 신호만 사용하던 컴퓨팅 기술은 이제 한계에 이르렀으며,써니 정 홀덤열의 저장·전달 특성은 컴퓨팅에서 매우 유용하게 쓰일 수 있다”며 “이번 연구 의미는 기존에 버려지던 열을 컴퓨팅에 활용할 수 있다는 개념을 최초로 제안한 데 있다”고 말했다.
또 “열 컴퓨팅 기술은 뉴런과 같은 복잡한 신경계 신호도 구현할 수 있으며,써니 정 홀덤고차원 최적화 문제를 기존 반도체 기술 바탕으로 해결할 수 있어 양자 컴퓨팅의 현실적인 대안이 될 수 있다”며 “이번 연구는 미국 샌디아 국립 연구소와의 공동 연구로도 검증된 결과”라고 강조했다.
이번 연구는 KAIST 신소재공학과의 김광민 박사과정,인재현 박사,써니 정 홀덤이영현 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여했으며 네이처 머티리얼즈 18일자에 게재됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단,나노종합기술원,KAIST 지원을 받아 수행됐다.
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