서울대-성균관대, '스스로 망각하는' 반강유전체 AI 반도체 소자 세계 최초 개발

• 오래된 불필요 정보를 하드웨어 레벨에서 자동 소거… 데이터 반복 이동 전면 차단
• 초저전력 엣지(Edge) AI 시계열 실시간 연산 성료… 국제 학술지 정식 게재

 

서울대학교 공과대학 박민혁 교수팀과 성균관대학교 윤정호 교수 공동 연구팀이 인간 뇌의 뇌세포 망각 동작을 반도체 소자로 모사하여, 입력된 데이터를 기억하면서도 시간이 지나면 오래된 불필요 정보를 하드웨어 레벨에서 스스로 소거하는 '반강유전체 기반 망각 AI 반도체 소자'를 세계 최초로 개발했다고 2026년 8월 11일 정식 발표했다.

 

기존 뉴로모픽 AI 하드웨어는 지속적으로 유입되는 시계열 데이터를 처리할 때 메모리 용량 초과를 막기 위해 별도의 초기화(Reset) 신호를 가하거나 폰노이만 구조의 잦은 데이터 이동을 거쳐야만 했다. 연구팀은 반강유전체 물질의 자발적 분극 소멸 특성을 극대화하여, 별도 조작 없이도 오래된 과거 데이터를 저절로 잊어버리는 혁신적 소자 아키텍처를 완성했다.

 

반강유전체 망각 AI 소자 vs 기존 뉴로모픽 소자 비교표

기술 특성 및 성능 지표	반강유전체 망각 AI 반도체 소자 (신규 개발)	기존 반도체 소자 아키텍처	비고
망각(Forgetting) 구현 방식	하드웨어 자체 자발적 자극 소멸 (자율)	소프트웨어 리셋 명령 필요	메모리 과부하 및 낭비 전면 방지
시계열 데이터 처리 에너지	기존 반도체 대비 90% 파격적 절감	기준치	엣지 AI 기기 배터리 수명 5배 연장
데이터 이동 병목 (Bottleneck)	데이터 이동 Zero (In-Memory 연산)	메모리-CPU 간 잦은 이동	초저전력 온디바이스 AI 특화
적용 가능 분야	스마트워치, 헬스케어 센서, 자율주행	일반 서버	실시간 시계열 신호 자율 추론

 

 

이번에 개발된 소자는 시계열 데이터 연산에 필요한 전력 소비를 기존 대비 90% 이상 감축시켰으며, 별도의 외부 데이터 리셋 조작 없이도 엣지(Edge) 인공지능 장치에서 인간의 생체 신호 및 음성 신호를 무한히 연속 처리할 수 있음을 검증해 냈다.

 

서울대 박민혁 교수는 "인간의 뇌가 필요한 정보만 기억하고 불필요한 정보는 저절로 잊는 것처럼, 반도체 자체가 망각 기능을 갖춤으로써 엣지 AI 기기의 효율을 극대화할 수 있게 되었다"고 연구 의미를 설명했다.

 

이번 연구 결과는 세계적인 권위를 자랑하는 국제 학술지에 표지 논문으로 게재가 확정되었다. 국내 반도체 기업들은 해당 소자 특허를 바탕으로 차세대 온디바이스 AI 반도체 및 스마트 헬스케어 칩 상용화 연구에 착수할 예정이다.

 

• 출처: 서울대학교 공과대학