종이처럼 돌돌 말아도 작동하는 프로세서 나왔다[고든 정의 TECH+]

10년 전만 해도 미래의 일로 여겨지던 플렉서블 디스플레이는 이미 스마트폰에 적용되어 널리 사용되고 있습니다. 피부에 반창고처럼 붙일 수 있는 플렉서블 센서 역시 상용화 단계에 이르렀습니다.

하지만 두루마리처럼 말아서 보관하는 컴퓨터의 시대는 아직 멀었습니다. 고도로 정교한 과학기술의 결정체인 CPU는 아직도 단단한 실리콘 웨이퍼 기반으로 제조되기 때문입니다.

론 과학자들은 CPU나 GPU 같은 프로세서까지 구부릴 수 있는 소재로 만들기 위해 연구를 진행하고 있습니다. 영국 케임브리지에 있는 관련 스타트업인 프라그마틱 반도체 (Pragmatic Semiconductor)는 지금까지 개발된 것 가운데 가장 정교한 플렉서블 프로세서인 Flex-RV를 공개했습니다.

Flex-RV는 최초의 32비트 플렉서블 CPU로 오픈 소스 아키텍처인 RISC-V 기반입니다. 구부리는 상태에서도 작동이 가능한데, 프라그마틱 반도체는 돌돌 말고 있는 상태에서도 작동이 가능하다는 것을 영상으로 공개했습니다.

당연히 단단한 실리콘 웨이퍼 기반의 프로세서는 자유롭게 구부릴 수 없기 때문에 연구팀은 TFT 디스플레이에 사용되는 IZGO (인듐(In)·갈륨(Ga)·산화아연(ZnO) 산화물) 기술을 이용해 프로세서를 만들었습니다. 덕분에 Flex-RV는 두께가 동물 세포 8개 수준인 80µm에 불과하며 소비하는 전력도 6mW에 지나지 않습니다.

하지만 그렇다고 해서 이제 몇 년 있으면 돌돌 말아서 휴대할 수 있는 컴퓨터를 만들 수 있는 것은 아닙니다. 이미 나노미터 단위까지 개발된 실리콘 반도체 웨이퍼와 달리 Flex-RV는 그렇게 미세한 회로를 만들 수 없기 때문에 로직 게이트 (트랜지스터) 숫자가 126,000개에 불과합니다.

1982년 나온 인텔 80286 프로세서가 134,000개의 트랜지스터를 지니고 있다는 점을 생각하면 현대적 프로세서와 견주기 힘든 수준입니다. 여기에 클럭은 52-60kHz 수준으로 현저히 낮습니다.

그럼에도 머신 러닝 연산에 필요한 유닛을 지니고 있어 AI 연산도 가능하다는 것이 연구팀의 주장입니다. 다만 작동 속도나 집적도를 보면 현재 수준에서 상용화는 기대하기 힘들고 앞으로 많은 연구가 필요한 분야임을 알 수 있습니다.

물론 스마트폰이나 PC 같은 고성능 제품이 아니더라도 플렉서블 프로세서에는 다양한 응용 분야가 있습니다. 피부에 붙이는 웨어러블 센서가 대표적인 경우입니다. 현재는 개발 단계이지만, 플렉서블 디스플레이처럼 언젠가는 플렉서블 프로세서도 우리 주변에서 보게 날이 올 것으로 기대합니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com