인텔, 뉴로모픽 프로세서 '로이히'와 49큐비트 퀀텀 칩 '탱글 레이크' 공개

• 인텔은 뉴로모픽 및 49큐비트 초전도 양자 프로세서(코드명 Tangle Lake)를 발전시킵니다. 
• Neuromorphic(코드명 Loihi)은 뇌의 기능에서 영감을 얻은 새로운 컴퓨팅 접근 방식으로, 머신러닝을 더욱 효과적으로 만듭니다. 
• 인텔의 로드맵은 5~7년 내에 1,000큐비트 시스템을 달성할 수 있다고 제안합니다.   

인텔은 2018 CES(Consumer Electronics Show)에서 기존 컴퓨터의 범위를 훨씬 넘어서는 문제를 해결하고 고객을 도울 수 있는 두 가지 주요 발표를 발표했습니다. Intel CEO 브라이언 크르자니크(Brian Krzanich)는 두 개의 프로세서를 선보였습니다. 하나는 양자 컴퓨팅을 발전시키고 다른 하나는 뉴로모픽 컴퓨팅을 처리합니다.

그는 기계 학습을 더욱 효율적으로 만들기 위해 뇌의 기본 작동을 모방하는 코드명 "Loihi"라는 자가 학습 칩인 뉴로모픽 컴퓨팅 프로세서의 발전을 보여주었습니다.

다른 프로세서는 코드명 "Tangle Lake"인 49큐비트 초전도 양자 테스트 칩입니다. 모르신다면 알래스카에 있는 일련의 호수의 이름을 따서 명명된 것입니다. 이는 양자 프로세서가 작동하려면 극한의 저온이 필요함을 의미합니다.

인텔은 새로운 전문 아키텍처를 통해 기하급수적으로 증가하는 컴퓨팅 성능 요구를 충족시키려고 노력하고 있습니다. 이 두 가지 아키텍처와 관련 연구를 자세히 살펴보겠습니다.

Loihi – 두뇌를 모방한 프로세서

Intel의 CEO는 연구 회사가 뇌 기능 방식에서 영감을 받은 새로운 컴퓨팅 접근 방식인 뉴로모픽 컴퓨팅 분야에서 수행한 작업을 소개했습니다. 인공 지능과 기계 학습을 더욱 효율적으로 만들기 위해 Loihi는 훈련과 추론을 단일 프로세서에 통합합니다.

동물/인간의 뇌와 마찬가지로 로이히는 뉴런을 연결하여 서로 연결하고 뉴런 간의 연결을 변경합니다. Loihi가 제공하는 기능은 네트워크를 개발하고 데이터를 입력한 다음 진행하고 학습하면서 네트워크를 변경하고 결과가 온라인, 에지에서 저전력 소모인지 알려 주는 기능입니다.

기능

• 완전히 비동기식 뉴로모픽 메시는 다양한 계층적, 희소적, 반복적 신경망 토폴로지를 지원하며 각 뉴런은 수천 개의 다른 뉴런과 통신할 수 있습니다.
• 각 코어에는 네트워크 매개변수를 동적으로 조정하도록 프로그래밍하여 강화, 지도 및 비지도 학습 접근 방식을 지원하도록 프로그래밍할 수 있는 학습 엔진이 있습니다.
• 14나노미터 공정 기술로 제작된 총 13만 개의 뉴런과 1억 3천만 개의 시냅스
• 제약조건 만족, 동적 패턴 학습, 경로 계획, 사전 학습, 희소 코딩 등과 같은 문제에 대해 효율성이 높은 수많은 알고리즘을 개발 및 테스트합니다.

자가 학습 신경형 연구 칩

프로세서는 계속해서 증가하는 실시간 환경에서 실제 정보를 처리해야 하는 모든 곳에서 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 더욱 스마트해진 보안 카메라, 증강/혼합 현실 장치, 자율주행차가 실시간으로 통신할 수 있을 만큼 충분히 역량을 발휘할 것입니다.

현재 인텔은 완전히 작동하는 뉴로모픽 연구 프로세서를 보유하고 있으며 2018년 2분기 말까지 프로토타입을 선도적인 연구 기관과 공유하는 것을 목표로 하고 있습니다(더 복잡한 문제와 데이터 구조에 적용하는 동시에).

Tangle Lake – 초전도 양자 테스트 칩

2017년 10월 인텔은 고급 패키징을 갖춘 17큐비트 초전도 칩을 출시했으며, 이제 단 3개월 만에 제어 전자 장치부터 알고리즘까지 완전한 기능을 갖춘 컴퓨팅 시스템을 개발하려는 목표를 향한 인상적인 진전을 나타내는 49큐비트 양자 테스트 칩을 공개했습니다.

상업적 타당성을 달성하려면 백만 개 이상의 큐비트가 필요할 것입니다. 양자 컴퓨팅은 재무 모델링, 약물 개발, 기후 예측 등 오늘날 가장 강력한 슈퍼컴퓨터로 해결하는 데 일반적으로 수개월이 걸리는 문제를 해결할 것입니다.

49큐비트 양자 컴퓨팅 테스트 칩

큐비트 아키텍처에는 초전도 금속 루프가 포함되어 있으며 작동하려면 거의 20밀리켈빈에 달하는 극도로 낮은 온도가 필요합니다.

지난 몇 년 동안 거대 기술 기업들 사이에서 양자 컴퓨터를 구축하려는 경쟁이 꽤 흥미로워졌습니다. 2017년 11월 IBM 과학자들은 50큐비트 양자 칩 프로토타입을 개발했다고 밝혔습니다. 같은 해 구글은 49큐비트 초전도 양자 칩을 구축하려는 목표에 대해 이야기했습니다. 그러나 본격적인 양자 기계를 개발하려면 아직 갈 길이 멀다. 인텔의 로드맵에 따르면 5~7년 내에 1,000큐비트 시스템을 달성할 수 있다고 합니다.

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인텔은 또한 실리콘의 스핀 큐비트 연구에 막대한 투자를 하고 있습니다. 초전도 큐비트보다 훨씬 작기 때문에 확장성 이점을 가질 수 있습니다. 기본적으로 스핀 큐비트는 기존 트랜지스터와 유사한 단일 전자 트랜지스터와 유사하며 유사한 기술로 제조할 수 있습니다. 지금까지 인텔은 300mm 공정 기술을 기반으로 스핀 큐비트 제조 흐름을 개발했습니다.

뉴로모픽이나 양자 컴퓨팅은 범용 컴퓨터를 대체할 수는 없지만 이를 향상시킬 것으로 예상됩니다.