뇌를 닮은 컴퓨터


 

현재 컴퓨터의 발전 속도는 슬슬 한계에 봉착한 느낌이다. 물론 매번 업그레이드 된 하드웨어들이 발표되고는 있지만 단지 수치적인 향상일 뿐 우리가 체감할 수 있을 정도의 속도향상은 아니다. 여전히 우리의 데스크탑은 부팅시간을 활용해 화장실을 다녀올 수 있으며 노트북을 구매할 때 마다 가볍지만 비싸고 성능이 떨어지는 모델과 무겁지만 성능이 좋은 모델 사이에서 괴로워해야 하고, 까페에 들어서자마자 사냥하는 늑대의 눈으로 전원코드를 찾아 두리번거려야 한다. 결국 지금과 같은 컴퓨터의 메커니즘이라면 속도와 무게, 발열, 전력 소모에 있어 획기적인 개선에는 한계가 있을 것으로 보인다.

하지만 인간은 이미 우주 최고 스펙의 컴퓨터를 가지고 있다. 그건 바로 우리의 뇌다. 1천억 개의 신경세포와 약 3천억 개의 교질세포로 이루어져있으며 이들은 100개조에 달하는 시냅스로 병렬적으로 연결되어 있어 동시에 여러 대규모의 정보를 빠르게 처리할 수 있다. 그리고 이렇게 복잡한 연결구조 임에도 또한 대단히 유동적이어서 마음대로 뉴런의 수를 늘이고 부피를 키우면서도 똑같은 기능을 유지할 수 있다. 엄청난 처리속도와 용량에도 불구하고 중량은 맥북 에어와 비슷한 1.4kg정도에다가 샌드위치 하나의 열량이면 하루 종일 뺑뺑이 돌릴 수 있는 놀라운 연비마저 보여주고 있다.
이에 과학자와 기술자들은 컴퓨터로서의 뇌의 기능에 주목하고 이를 접목시킨 차세대 컴퓨터 개발에 뛰어들고 있다.


인간의 뇌는 정말 위대한 창조물이다

컴퓨터를 구성하는 요소를 간단히 나눠본다면 알고리즘, 하드웨어, 소프트웨어로 나눌 수 있다. 그래서 뇌를 닮은 컴퓨터를 만들려 한다면 이에 대응 하는 3가지 각기 다른 분야의 성과가 필요하다.

먼저 뇌의 메커니즘을 알아야 한다. 뇌에서의 신경전달 방식은 모두 밝혀졌지만 신경이 어떻게 연결되어 있는지는 알지 못한다. 즉 뇌신경 연결지도를 만들어야 한다는 이야기다. 그래서 2005년 세계적인 뇌과학 연구자들은 휴먼 커넥톰 프로젝트(Human connectome project)를 출범시키고 2009년 7월에 본격적으로 프로젝트를 시행하였다.
 

하지만 뇌신경이란 것이 노란색, 빨간색, 파란색 전선으로 연결 되어 있어서 뇌를 반으로 쩍 잘라서 눈으로 보고 그리는 것은 아닐 것이다. 뇌신경 연결지도를 만들기 위해선 자기공명영상(MRI)으로 뇌신경의 전체적인 연결망을 파악한 후 다시 현미경으로 세포 수준의 미시적인 연결망을 찾아내야 하는 노가다가 필수다. 그러다보니 뇌신경 한 개당 10명의 연구자가 1시간을 투자해야 하며 이를 토대로 얼추 계산을 해보면 완벽한 뇌신경 연결지도를 그리기 위해선 1,000년이 걸린다는 계산이 나온다.

이래서는 차다리 외계생명체를 찾아서 그들에게 기술을 전수받는게 더 빠를지도 모르겠다. 그러나 다행히 과학기술의 발전은 연구에서의 지루한 단순노동의 시간을 획기적으로 단축해 줄 것이다. 이미 2010년 후반기에 기존의 MRI보다 7배나 빠르며 해상도가 높은 기술이 개발되어 커넥톰 프로젝트의 앞날에 장미꽃을 뿌려주었다. 이 새로운 MRI기술이란 뇌기능영상측정법(fMRI)의 가장 빠른 MRI기법인 에코 플라나 영상법(EPI)의 두 가지 기술을 결합한 것이다.

현재 프로젝트는 미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받고 있으며 미국 미네소타대학과 워싱턴 대학의 연구팀이 연구하고 있다. 2014년까지 건강한 성인 1,200명의 뇌 연결 방식을 분석할 예정이며 10년 후 뇌 연구에서 큰 진척을 보일 것이라고 예상하고 있다. 프로젝트에 참여한 많은 과학자분들의 고된 노가다를 통해 뇌 기능에 대한 정확한 해부학적 모델 구축이 완성된다면 건강한 사람과 정신질환자의 뇌지도를 비교 분석하여 이를 치료할 수 있는 새로운 길도 열릴 수 있을 것으로도 기대된다.




두번째는 인간의 뇌를 모방한 소프트웨어의 개발이다. 2005년 시작된 블루 브레인 프로젝트Blue brain project는 스위스 로잔 공과대학의 앙리 마르크람
Henry Markram
박사와 IBM이 손을 잡고 슈퍼 컴퓨터 ‘블루 진Blue gene’을 이용하여 신피질의 상호 소통방식을 3차원 시뮬레이션 모델링으로 완성하려는 프로젝트다.

신피질은 인간 뇌의 85% 가량을 차지하고 있으며 언어, 기억, 분석, 판단 등을 담당하는 인간 뇌 중 가장 복잡한 부분으로 인간의 창조 활동의 원천이다. 마크람 교수는 2~3년 안에 신피질 모델을 완성하는 것을 1차 과제로 잡고 있다. 그리고 이를 기초로 구피질과 뇌간 등 뇌의 다른 부분으로 모델링 작업을 확대해 10년 안에 인간 두뇌 전체에 대한 컴퓨터 뇌 모델을 완성하려고 한다. 이것은 합성 신경전달물질이나 여러 기분제어 약품 제조기업들이 동물실험 없이도 시뮬레이션을 통해 약효를 확인할 수 있게 된다.
 



2009년 7월 22일 영국 옥퍼드에서 열린 TED(기술,오락,디자인)글로벌컨퍼런스에서
 
스위스 로잔 연방공대 교수인 헨리 마크람이 “10년 안에는 인간의 뇌 구조를
컴퓨터로 
 설계하는 일이 가능할 것이다”라고 말해 화제를 불러일으켰다.


세 번째는 인간의 뇌처럼 에너지를 효율적으로 활용하여 소프트웨어를 실행하는 하드웨어의 설계이다. 프로세서와 메모리 간의 정보전달은 컴퓨터의 효율적 설계를 위한 최대 난제 중 하나다. 두 가지 역할을 동시에 수행하는 칩이 있다면 연산능력과 에너지 효율을 크게 높일 수 있어 우리가 더 이상 노트북을 구매할 때 무게와 성능을 놓고 고민할 필요가 없어지는 것이다. 여기에 ‘멤리스터(memristor)라는 기술이 등장했다.

멤리스터 심볼마크


1971년 미국 버클리 캘리포니아대 레온 추아Leon Chua교수는,
 멤리스터의 존재를
수학적으로 증명하였지만 구현하지는 못하였다.
그러다 2008년 HP사에서 자외선
차단제나 흰색 페인트에 사용되는,
 이산화티타늄titanium dioxide을 나노 크기로
제어하다가 멤리스터를 만들게 되었다.

시냅스는 신경세포(뉴런) 사이를 연결하는 부위로서 정보는 이 시냅스를 통해 오고간다. 이때 시냅스는 마지막으로 경험한 전기 정보가 얼마나 오랫동안, 얼마나 세게 지나갔는지 기억한다. 멤리스터는 시냅스처럼 작동하는 전자소자로서 마지막에 경험한 전기자극을 기억한다. 그래서 전하의 흐름을 방해하는 저항처럼 작동하면서 동시에 메모리 기능도 갖고 있다. 멤리스터(memristor)란 이름은 이런 특징을 보여주는, 메모리(memory)와 저항기(resistor)를 합친 말이다.

멤리스터는 플래시 메모리에 비해 이론적으로 값이 더 싸고 휠씬 더 빠르며, 보다 많은 메모리 밀도를 가능케 한다. 또한 램(RAM) 칩을 대체할 수 있기 때문에 컴퓨터를 켰을 때 예전에 작업하던 것을 정확하게 기억해 내어 즉시 하던 작업으로 돌아갈 수 있다.

HP사는 메모리 뿐만 아니라 연산 기능까지 갖춘 멤리스터를 개발하고 있어 CPU를 대체할 가능성 까지 제시되고 있다. 보다 저렴한 가격과 여러 부품들을 병합할 수 있는 멤리스터의 장점으로 주머니에 쏙 들어갈만한 사이즈에 더 빠른 컴퓨터를 만들 수 있을 것으로 기대된다. 현재 미국 국방성 산하 국방차세대연구프로젝트원(DARPA)와 HP·IBM·HRL연구소 등이 함께 손을 잡고 메모리와 레지스터를 통합한 ‘멤리스터’의 개발에 박차를 가하고 있다.


노르웨이 오슬로 대학의 곰 존슨Gorm Johnsen 교수팀은 피부에 어떤 전기가
처음 걸리느냐에 따라 멤리스터처럼 저항이 달라진다는 사실을 발견했다.
이는 피부 속 땀구멍에 있는 땀 때문이었다.

이외에도 여러 대학과 연구기관에서 뇌를 연구하며 공학 기술로서 구현하기 위해 밤낮없이 매달리고 있다. 이렇게 진행되는 연구의 진척을 보면 생각보다 그리 멀지않은 시기에 뇌의 성능을 지닌 컴퓨터가 등장할 것으로 기대된다.

* 참고
   파퓰러 사이언스 2011. 2월호
   커넥톰 프로젝트에서 쓰이고 있는 발전된 MRI기술에 대한 자료
   http://humanconnectome.org/about/project/pulse-sequences.html
   블루 브레인 프로젝트
   http://www.sisapress.com/news/articleView.html?idxno=49744 

  

영진공 self_fish

안드로이드는 백일몽을 꾸는가? (1/2)


2011년 새해 벽두부터 열린 CES는 대성황이었던 모양이다. 삼성, LG, 소니, MS 등등 어지간한 IT 기업은 다 참가했으니까. 아, 애플 빼고.

직접 CES 전시장을 돌아다니며 사진을 찍는 기자는 물론, 멀리서 기사를 보며 입맛만 다시는 독자들에 이르기까지, 사람들의 관심은 기업들이 내놓는 신제품에 집중되어 있다. 매끈하고, 상큼하고, 유려하고, 섹시한 S라인을 가진 타블렛이나 스마트폰의 사진에 사람들은 넋을 잃고 침을 질질 흘린다. 이야, 저거 죽여주는데? 매장에 나오기만 하면 당장 질러 주마!

그런데 CES에 전시된 쭉쭉빵빵 하드웨어에 넋이 나간 사이, 전혀 엉뚱한 곳에서 뜻밖의 뉴스가 터져나왔다. 그것은 아마존에서 안드로이드 앱스토어 시장에 뛰어든다는 발표였다.

발표 내용에 따르면, 아마존 안드로이드 앱스토어는 구글 앱스토어보다 자세한 정보를 제공하고, 구글 앱스토어와는 달리 심사 과정이 있으며, 구글 앱스토어와는 달리 PC에서도 앱을 구매할 수 있을 거라고 한다. 초기 등록비는 99달러라지만 첫 해에는 면제될 것이라고 한다. 그리고 개발자에겐 애플리케이션 판매가의 70% 또는 정가의 20% 중 큰 금액을 지급한다는 것이다. 한마디로 애플 앱스토어와 거의 유사한 형태라고 볼 수 있다.

하지만 형태야 어쨌건간에 통신사는 물론 제조사들도 안드로이드 앱스토어 운영에 뛰어들고 있는 형편이다. 우리나라에서도 이미 SKT, KT가 경쟁적으로 앱스토어를 열었고, 삼성전자도 영국에서 앱스토어를 런칭하기까지 했다. 여기에 아마존이 발 담근다고 해서 달라질 게 뭐야?

음, 글쎄, 하지만 달라질 게 있을 것이다. 분명히.

현재 구글 앱스토어의 초기 등록비는 25달러로 애플의 연간 등록비 99달러보다 훨씬 저렴하다. 앱을 등록할 때도 번거로운 심사 같은 건 전혀 하지 않는다. 좋게 말하면 자유 방임주의, 나쁘게 말하면 무책임한 방관으로 일관하고 있는 것이다.

그리고 그 결과, 카오스가 도래했다. 쓰레기 같은 앱들이 한데 뒤섞여 소용돌이치는 혼돈의 장이 열린 것이다. 못 믿겠다고? 그렇다면 구글 앱스토어를 열고 직접 확인해 보기 바란다. [Hello World]와 [Test] 앱이 얼마나 많은지를!

이건 뭐, 아타리 쇼크 ( http://mirror.enha.kr/wiki/아타리%20쇼크 ) 직전의 게임 시장과 비견해도 좋을 정도로 개판이다. 작년 말에 구글 앱스토어의 앱 숫자가 비공식적으로 10만 개를 넘었다며 요란을 떨었지만 실속 없는 숫자 놀음에 불과했을 따름이다.

아, 물론 애플 앱스토어에도 쓰레기는 많다. 하지만 최소한 거기엔 [Hello World]나 [Test]는 없다. 애플에서 앱을 등록하기 전에 최소한의 품질 검토 과정을 거쳐서, 자격이 안 되는 앱은 등록을 거부하기 때문이다 (물론 이 때문에 생기는 부작용도 있지만, 거기 대해선 여기서 다루지 않겠다. 너무 복잡해지니까).

문제는 또 있다. 아이폰은 번거로운 탈옥 과정을 거쳐야만 크랙 앱을 설치할 수 있지만, 안드로이드는 그런 거 필요 없다. 크랙 앱을 다운받아 집어넣기만 하면 끝이다. 이 때문에 크랙 앱만 유통시키는 블랙 마켓 앱스토어가 우후죽순처럼 생겨나고 있다.

이런 사실은 안드로이드 사용자는 물론 개발자들 역시 잘 알고 있다. 당연히 구글 측에 공식 앱스토어를 개선해 줄 것을 요구하는 목소리는 끊이지 않는다. 앱 정보를 충실하게 꾸밀 수 있게 해야 한다, 크랙 앱 설치를 어렵게 해야 한다, 쓰레기같은 앱들을 거를 수 있는 시스템을 만들어야 한다, 어쩌구저쩌구……

그러나 우리들의 구글은 그 모든 목소리를 상콤하게 무시하고 있다. 왜? 어째서? 뭣 때문에?

여기서 잠깐 구글의 정체성을 알아 보자. 음, 구글이 뭐 하는 회사지? 세계 제일의 인터넷 검색 엔진을 가진 인터넷 회사?
아니, 천만의 말씀. 구글은 광고 플랫폼 회사다.

구글의 주요 수익원은 검색 엔진에 기반한 검색 광고를 대형 포탈 사이트에 납품하는 것이다. 이뿐이라면 오버츄어와 별 다를 것도 없겠지만, 구글에게 애드센스가 있다는 사실을 잊어선 안 된다.

애드센스의 등장은 전세계 블로거와 소규모 사이트 운영자들에게 복음이나 다름없었다. 붙이기만 하면 딸라가 쏟아진다고? 이거야말로 빛이요, 소금이요, 진리일지어니 소리 높여 외쳐라, 할렐루야! 반야바라밀! 아리가또, 땡스!

일확천금에 눈이 뒤집힌 사람들 덕분에 애드센스는 폭발적으로 보급되었다. 애드센스가 안 붙어 있는 블로그나 커뮤니티를 찾아보기 힘들 정도로. 그리고 TV나 신문, 잡지가 가지고 있던 광고 시장의 주도권은 순식간에 구글에게로 넘어가 버렸다.

현재 구글이 올리고 있는 천문학적인 수익 대부분은 광고에서 비롯된 것이다. 애플이 하드웨어를, MS가 소프트웨어를 팔아서 먹고 사는 것과는 대조된다.

그리고 안드로이드는 구글의 모바일 광고 시장 개척을 위한 첨병이다.
제조사들이 안드로이드를 공짜로 쓸 수 있게 공개한 건, 구글 경영진이 12월 말에 빨간 옷을 입고 남의 집 굴뚝이나 넘나드는 변태 영감탱이처럼 자비롭고 선량해서가 아니다. 안드로이드로 모바일 플랫폼을 장악하면, 개발자들이 안드로이드 앱 개발에 달려들 테고 – 그리하여 자신들이 인수한 애드몹을 비롯한 각종 모바일 광고로 도배된 앱이 쏟아져 나오게 하는 것이 구글의 궁극적인 목표다.

이 구도에서 구글이 원하는 앱은 유료 앱이 아니다. 광고를 붙인 – 그것도 구글의 광고를 붙인 무료 앱이다. 그래서 구글은 앱스토어의 품질 관리를 과감히 포기하는 대신, 개발자들에게 공짜 전략을 채택할 것을 은연중에 권장하고 있는 것이다.

뭐라고요? 애플은 앱 판매비의 30%를 뜯어간다고요? 뭐 그런 도둑놈들이 다 있어! 걱정 마세요. 우리 구글 앱스토어는 개발자 분들에게 수익을 100% 그대로 되돌려 드린답니다. 에…… 근데 버는 게 없어서 품질 검토 같은 건 해 드릴 수 없네요. 개발자 지원도 기대하진 마세요. 예? 그래선 제대로 된 앱을 만들 수 없다고요? 에이, 왜 그러세요, 아마추어 같이 …… 대충 만들어서 공짜로 뿌리면 되죠. 공짜면 다들 미친듯이 달라붙는 거 아시잖아요? 뭐라고요? 그럼 돈은 어떻게 버냐고요? 그야 물론 우리 구글 광고를 붙이면 되죠! (오, 예!)

공짜 앞에 장사 없다. 인터넷 업계를 오랫동안 지배해 온 금언, 구글은 그 말을 믿어 의심치 않고 있다.

이 믿음에 무게를 실어 주는 사례가 최근에 있었다. 아이폰에서 대히트를 친 게임, 앵그리 버드가 안드로이드에선 광고를 탑재한 무료판으로 배포된 것이다. 앵그리버드는 안드로이드 앱스토어에 등장하기 무섭게 5백만 번 이상 다운로드되었고, 제작사인 로비오에게 월 100만 달러씩 수익을 안겨다 줄 거란 전망이 나왔다. 1년이면 1,200만 달러로 아이폰에서의 판매수익 800만 달러를 능가한다는 계산이다. 이거 죽이는데?

그런데 …… 잘 나갈락말락할까 하는 이 판국에 갑자기 아마존이 끼어든 것이다.

아마존의 안드로이드 앱스토어는 수익 배분에 초점을 맞추고 있다. 고품질의 유료 앱이 등장해서 팔리지 않으면 아마존은 땡전 한 푼 벌지 못한다. 즉, 아마존은 유료 앱을 활성화시키는 데 전력을 다할 것이다. 이 전략은, 모바일 광고로 돈을 벌려는 구글의 공짜 전략과는 정면으로 대치된다.

SKT나 KT, 삼성전자 등 여러 통신사나 제조사들이 운영하던 안드로이드 앱스토어도 구글 앱스토어와 충돌하는 면이 있기는 했다. 하지만 그 영향력은 굉장히 미미하기 짝이 없었다.

구글은 당연히 이것들을 한데 묶어 깔끔하게 무시해 버렸다. 경쟁이나 위협이 되기엔 너무 보잘 것 없는 상대들이었으니까. 그러나 아마존은 다르다. 컨텐츠 유통 쪽에선 감히 바라볼 수조차 없을 정도로 빠삭한 노하우를 쌓아올린 데다가, 기업용 클라우드 서비스에선 구글과 직접적인 경쟁을 벌이고 있는 만만찮은 기업이다.

더군다나 구글의 공짜 전략은 아직까지도 제대로 먹혀들고 있지 않다. 광고로 돈을 버는 건 앵그리버드 제작사 정도밖에 없다. 나머지 절대 다수의 개발자들은 구글 앱스토어 운영 정책에 크든 적든 불만을 품은 게 현실이다. 만일 아마존 앱스토어가 성공리에 자리잡는다면, 그리고 돈벌이가 된다는 소문이 들리면, 이들은 즉시 구글 앱스토어를 떠나 아마존에 합류할 것이다.

이럴 경우 구글이 선택할 수 있는 방법은 몇 되지 않는다.
1) 앱스토어 운영 정책을 애플이나 아마존처럼 바꾸던가,
2) 안드로이드의 개방성을 포기하고 다른 앱스토어를 모두 쫓아내 버리던가,
3) 아니면 팔짱 끼고 방관하며 도도하게 자신의 길을 고집하다가 쪼그라드는 수밖에 없다.
어느 쪽이든 애초에 구상했던 그림과는 거리가 멀어진다.

물론 그렇게 되지 않을 수도 있다. 구글 애드몹 광고를 덕지덕지 붙인 공짜 앱의 쓰나미가 세상을 덮치고, 아마존 앱스토어는 비실대다가 죽어버리고, 애플 아이폰은 일체형 배터리를 추앙하고 유료 앱을 돈 주고 사서 쓰는 한 줌 변태들이나 좋아하는 스마트폰으로 전락해버리는 세상이 올 수도 있다.

하지만 만에 하나, 아마존이 실패하더라도 안드로이드의 불안 요소가 완전히 제거되는 것은 아니다. 왜냐하면 많은 사람들이 ‘끝판왕’이라 부르는 존재, MS가 칼을 갈고 있기 때문이다. 그것도 보통 칼이 아니라 다마스쿠스 강으로 정련된 반월도처럼 날카로운 칼을 말이다.

* 2편으로 이어집니다 *


영진공 DJ Han