포스텍 등 국내외 연구진, 성능은 그대로 연산량은 99% 줄이는 기술 확인
고성능 AI(인공지능)은 연산량이 방대해 대형서버에서만 구동되는데, 이를 스마트폰에서도 실행할 수 있는 기술이 국내외 연구팀에 의해 실현됐다.
포스텍(포항공대) 노준석 교수 연구팀은 중국 칭화대 선전 국제대학원, 하얼빈공대, 홍콩시티대 연구팀과 공동으로 성능은 유지하면서 연산량을 99%이상 줄이는 획기적인 기술 개발에 성공했다.
이번 연구성과는 네이처 커뮤니케이션즈에 최근 게재됐다.
스마트폰을 통해 영화를 보고 네비게이션을 구동하려면 이를 표현하는 '복소수(실수와 허수)'라는 수학적 개념이 필요하다. 이 개념이 활용된 '복소값 신경망'은 홀로그램이나 무선통신, 레이더 영상분석 등에서 폭넓게 쓰이고 있다.
하지만 복소값 신경망은 계산량이 많아 스마트폰 같은 소형기기에서는 사용에 한계가 있다.
이에 연구팀은 복소수를 이루는 '실수부'와 '허수부'를 따로 처리하지 않고 동시에 고려하는 '공동 양자화' 기법을 고안했다. 두 수를 각각으로 처리하는 과정에서 생길 수 있는 위상정보 오류 현상을 해결한 셈이다.
연구팀은 높은 정밀도를 유지하는 동시에 덜 중요한 부분은 과감하게 덜어내는 '적응형 혼합 정밀도 학습'전략도 더해 대용량 처리 문제도 풀어냈다.
홀로그램 실험 결과, 기존 최첨단 모델 대비 연산량은 99.1%, 메모리 사용량은 99.8%로 각각 줄었다. AI가 해야 할 계산이 약 100분의 1로 줄고, 저장공간은 500분의 1 수준으로 감소했다는 의미다.
여기에 더해 음성·무선 신호 분류와 레이더 표적 인식 등에서도 정확도를 유지하면서 연산량을 약 85% 이상 줄이는 결과를 얻었다. 스마트폰에서 실행할 경우 기존보다 최대 389배 빠른 속도다.
노준석 교수는 "거대한 서버에서만 돌아가던 고성능 물리 연산 AI를 스마트폰이나 소형 기기에서도 실현할 수 있다는 가능성을 처음 열었다"며 "경량 AR·VR 홀로그램, 자율주행 차량 레이더, 차세대 통신망, 휴대형 의료기기까지 다양한 분야에 활용될 것으로 기대된다"고 했다.
