초당 2경번 연산 처리…세계 최대 규모 뉴로모픽 시스템

뉴로모픽 컴퓨팅(neuromorphic computing)은 인간 신경과 뇌 시스템을 모방해 전자 회로를 구축하려는 시도다. 인텔은 뉴로모픽 프로세서 로이히(Loihi) 2를 탑재한 대규모 뉴로모픽 시스템인 할라 포인트(Hala Point)를 구축했다고 발표했다. 인텔은 세계 최대 규모 뉴로모픽 시스템을 구축해 지속 가능한 AI를 실현했다.

할라 포인트는 산디아국립연구소에 도입 예정인 뉴로모픽 시스템으로 인텔 첫 대규모 연구 시스템인 포호이키 스프링(Pohoiki Springs)보다 뉴런 수가 10배 이상 증가하고 성능은 최대 12배 향상됐다. 할라 포인트는 1초당 2경 번 연산 처리 성능을 특징으로 하며 기존 신경망(deep neural network)를 실행하면 와트당 1초당 15조 번 8비트 연산을 초과하는 성능을 보인다.

할라 포인트는 처리, 메모리, 통신 채널을 한 초병렬화 패브릭에 통합해 시스템 전체 메모리 대역폭은 초당 16PB/sec, 코어간 통신 대역폭은 3.5PB/sec, 칩간 통신 대역폭은 5TB/sec에 달한다. 8비트 시냅스 연산은 초당 380조 번 이상, 뉴런 연산은 초당 240조 번 이상 처리할 수 있다.

인텔에 따르면 할라 포인트는 생물학에서 힌트를 얻은 SNN(Spiking Neural Network) 모델을 적용해 11억 5,000만 뉴런 완전 용량을 인간 뇌보다 20배 빠르게, 최대 용량이라면 200배 빠르게 실행할 수 있다. 할라 포인트는 신경 과학 모델링용이 아니지만 뉴런 용량은 부엉이 뇌나 원숭이 피질과 거의 동등하다.

할라 포인트에는 2021년 인텔이 발표한 뉴로모픽 칩 로이히2가 탑재되어 있다. 로이히2 칩은 인텔 4 프로세스로 제조되며 칩당 면적은 31mm²에 불과하고 칩당 23억 개 트랜지스터와 100만 개 뉴런을 시뮬레이션할 수 있다.

로이히2를 1,152개 장착해 할라 포인트는 기존 CPU, GPU 아키텍처와 비교해 소비 전력을 100분의 1로 줄이면서도 50배 빠른 속도로 AI 추론을 실행하고 최적화 문제를 해결할 수 있다. 현재 할라 포인트는 연구용 프로토타입이지만 향후 상용 시스템에도 적용될 것으로 기대되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.