이석원 기자
특정 요구 사항을 충족하는 걸 설계하는 건 첨단 능력이지만 최근에는 AI를 사용해 새로운 재료와 단백질, 컴퓨터 프로그램 등을 설계할 수 있다는 게 입증됐다. 새롭게 중국 연구팀이 오픈소스 명령 세트 아키텍처 RISC-V CPU를 인간보다 크게 단시간에 AI로 설계하는데 성공했다고 발표했다.
연구팀은 첨단 AI를 이용해 재료와 컴퓨터 프로그램을 만들 수 있는 능력이 이미 입증됐지만 이런 대상을 설계하기 위한 탐색 공간은 비교적 좁기 때문에 기계는 인간처럼 설계할 수 있을까 미해결 문제라고 지적한다. 따라서 컴퓨터 두뇌이고 인류가 지금까지 설계한 세계에서 가장 복잡한 기기 중 하나인 CPU를 AI로 설계하게 했다고 말하고 있다. AI가 RISC-V CPU를 자동 설계하도록 하기 위해 연구팀은 공식 프로그램 코드 대신 외부 입출력 관측치 만을 이용해 CPU 논리 회로를 BSD(Binary Speculation Diagram)라는 그래프 구조로 생성하는 접근법을 채택했다. BSD를 생성할 때에는 몬테카를로법에 의한 전개와 부울 함수를 사용해 정밀도와 효율을 보증했다.
실제로 AI가 자동 설계한 RISC-V CPU는 65nm 공정으로 제조해 최대 300MHz로 동작했다고 연구팀은 보고하고 있다. 또 이 CPU에서 리눅스 커널 5.15를 이용해 벤치마크 테스트(SPECint2000)를 실행해 얼마나 성능을 발휘했는지 확인했다.
연구팀이 실시한 벤치마크 테스트 결과를 보면 AI가 설계한 RISC-V CPU는 1992년 취미용 PC를 위해 등장한 A3010을 조금 웃돌고 1991년 등장한 i486SX 같은 정도 성능이라고 한다.
이번 연구에서 AI는 5시간 이내에 CPU를 자동 설계할 수 있었다. 이는 인간 연구팀이 같은 작업을 수행한 경우보다 1,000배나 빠르다고 보고하고 있다. AI가 개발한 CPU가 1991년 등장한 CPU와 같은 정도 성능 밖에 안 되는 것에 대해 부족한 결과라고 생각할 수도 있다. 하지만 연구팀은 입출력 관측만으로 CPU를 개발한 건 큰 성과이며 이번 접근은 노이만형에 관한 인간 지식을 자율적으로 발견할 수 있다는 걸 보여줬다고 밝혔다. AI를 이용해 CPU 설계 사이클을 크게 단축하고 반도체 산업을 변화시킬 수 있다고 주장했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이원영 기자
