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‘3진법컴퓨터’ 개발 가능한 차세대 반도체 소재 등장

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‘3진법컴퓨터’ 개발 가능한 차세대 반도체 소재 등장

2016.11.24 23:44

istockphoto 제공
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3진법 컴퓨터를 제작할 수 있는 신개념 반도체를 국내 연구진이 개발했다. 대용량 계산이 필요한 빅데이터 연구, 고성능 인공지능 및 차세대 슈퍼컴퓨터 개발, 웨어러블 스마트기기 등의 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 


박진홍 성균관대 전자전기공학부 교수팀은 3진법을 이해하는 초절전형 반도체 소자 및 회로를 개발했다고 24일 밝혔다.


기존 컴퓨터는 트랜지스터의 두 가지 상태를 연산과 데이터 저장에 이용했다. 트랜지스터를 끈 상태를 숫자 ‘0’에, 켠 상태를 숫자 ‘1’에 대응해 2진법을 구사하는 방식이다.

 

박 교수팀은 트랜지스터의 켜진 상태를 미세하게 조절해 다시 두 가지 상태로 구분했다. 완전히 켜진 상태를 ‘1’에, 반쯤 켜진 상태를 ‘2’에 대응한 것이다. ‘0’에 해당하는 꺼진 상태까지 합하면 3진법이 가능하다.


이를 위해 연구진은 2차원 반도체인 흑린과 이황화레늄을 수직으로 쌓아 ‘부성미분저항’ 구간이 2개인 소자를 만들었다. 부성미분저항은 전압이 증가할 때 전류가 감소하는 현상이다. 보통의 소자는 이 구간이 하나인데, 박 교수팀이 만든 소자는 이 구간이 둘이라 다양한 상태 표현이 가능하다. 


3진법을 사용하면 2진법을 사용했을 때보다 전력을 40%가량 줄일 수 있다. 숫자 128을 표현할 때 2진법 체계에서는 트랜지스터 8개가 필요하지만 3진법 체계에서는 5개만 있으면 된다.


박 교수는 “현재 쓰이고 있는 2진법 트랜지스터 소자들을 연결하는 배선이 복잡해 열이 많이 발생하고 전력소모가 심하다”면서 “3진법 트랜지스터를 사용하면 소자의 수를 줄일 수 있어 기기의 크기와 전력소모량을 줄일 수 있다”고 말했다.


이 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 7일자에 실렸다.

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