<시리즈> 첨단 컴퓨터의 세계 (160);신경망 컴퓨터

신경망 개발은 많은 분야의 전문가들에게 상당한 자극을 주었으며 공학이나 의학을 비롯한 여러 응용분야의 전문가들은 신경망을 통해 그들이 풀지 못하고 있는 문제점을 해결하려고 하였다.

그러나비전문가가 신경망 기법들을 직접 익히고 프로그램한다는 것은 많은시간과 노력이 요구되므로 일반인들이 신경망의 주요 특성만을 알고 신경망 을 이용할 수 있는 신경망 시뮬레이터의 필요성이 대두되었다. 말하자면 전문가가 작성해 놓은 신경망 프로그램을 필요에 따라 입력과 출력 그리고 약간의 파라미터를 조정하는 수준에서 각분야에 응용하고자 하는 것이다.

이러한목적으로 개발된 신경망 시뮬레이터는 몇년전부터 시판되고 있다. 주요 신경망 시뮬레이터로는 유럽의 에스프릿 프로젝트에서 개발된 피그밀리온 Pigmalion 과 미국의 뉴럴웨어사에서 개발한 Neural Wo-rks Professional Ⅱ 등이 있다.

이러한시뮬레이터 개발을 통하여 신경망의 일반적인 구현이 가능하게 되었으며 신경망의 응용분야가 더욱 확산되는 계기가 마련되었다.

신경망을우리가 원하는 대로 작동하기 위해서는 시뮬레이터보다 훨씬 강력 한 성능을 가진 신경망 컴퓨터의 개발이 요구된다. 신경망 컴퓨터란 최적의 상태로 신경망을 작동하도록 하는 새로운 개념의 컴퓨터 시스템이다. 그러나 신경망 구현이 원천적으로 병렬처리를 요구한다고 해서 신경망 컴퓨터가 곧병렬처리 컴퓨터를 의미하는 것은 아니다.

신경망컴퓨터의 일반적인 환경으로는 호스트(Host) 컴퓨터외에 신경망 컴퓨터가 연결되어 있으며 전처리 과정과 후처리 과정을 거치게 된다. 신경망의입.출력 데이터는 서로 다른 형태를 취할 수 있으며 신경망에서 계산되는 정보형태는 뉴런 레벨에서의 활성화된 상태들이다.

신경망컴퓨터는 여러가지 방법으로 분류될 수 있는데 수행방법상 전기적, 광학적, 그리고 전기광학적으로 나누어질 수 있으며 응용분야에 따라 여러가지 모델들을 처리할 수 있는 범용과 특정한 모델만을 처리하는 특수목적용이 있다. 범용 신경망 컴퓨터의 대표적인 것으로는 유럽의 에스프릿 Ⅱ 프로젝트에서 개발된 모델인데 신경망 아키텍처에 관한 연구와 NIL이라는 기계어 수준의 신경망 언어를 개발하였다. 또한 일본의 NEC사에서 개발한 개인용 신경망 컴퓨터는 사용자가 원하는 네트워크의 정의가 가능하고 고속병렬처리가 가능한4개의 데이터 플로 마이크로 프로세서를 사용하였다. 이것은 최대 8만2천개 의 처리요소를 가졌으며 1초에 최대 20만개의 연결강도를 처리할 수 있다.

특수목적용하드웨어의 경우에는 HNC사에서 개발한 ANZA 코프로세서를 이용한 신경망 컴퓨터이다. ANZA 보드는 3만개의 처리요소와 훈련중 1초에 2만5 천개의 연결강도를 조정할 수 있으므로 신경망의 실시간 처리가 어느 정도가능해졌다. 필자가 몇년전 ANZA보드를 사용해 본 경험으로는 신경망 구현에있어서 기존의 컴퓨터와는 비교가 안될 정도로 처리속도가 빨랐다. 그 외에도 DSP보드에 의해 가속되는 오디세이 보드 등이 특수목적용 신경망 하드웨어로 손꼽힌다.

병렬프로세서를 사용하는 신경망 하드웨어는 MARK-Ⅲ, MARK-Ⅳ, MARL-Ⅴ의 계열로 이어진다. TRW사가 개발한 MARK-Ⅲ은 8개의 프로세서를 가지고 있는데 각각의 프로세서들은 8천개의 처리요소들을 에뮬레이트하므로 결과적으로는 6만4천개의 처리요소들을 가지게 된다. MARK-Ⅳ는 미국 국방성의 DARPA 프로젝트의 일환으로 개발되었는데 25만개의 처리요소들과 5백만개의 연결을 처리할 수 있으며 비행기의 식별에 사용되고 있다. 그 이후에도 더욱 성능이 큰 신경망 컴퓨터들이 속속 개발되고 있다.

신경망칩과 신경망 컴퓨터의 비약적인 발전은 우리의 두뇌를 묘사하는 지능 적인 컴퓨터의 구현에 결정적인 역할을 할 것이다. 21세기 중반까지는 동물 의 지능에 육박하는 신경망 컴퓨터의 구현이 기대된다.