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Nikkei X-TECH_2024.10.16

MRAM 내장 AI 연산 회로로 전력 효율을 GPU의 10배로
도호쿠대학, CEATEC에서 전시

‘CEATEC 2024’(지바 시 마쿠하리멧세, 10월 15~18일)에서 전시된 기술∙제품∙서비스 등을 대상으로 한 ‘CEATEC AWARD 2024’에서는 3개의 대신상(大臣賞, 총무대신상, 경제산업대신상, 디지털대신상)과 함께 부문상이 있다. 부문상은 CEATEC 2024의 개최 테마인 ‘Innovation for All’에 따른 형태로 AI(인공지능)에 관련된 안건을 대상으로 선정되었다.

이노베이션 부문에서 3건, 넥스트제너레이션 부문에서 2건, 코크리에이션(공동창조) 부문에서 2건이 박람회 이전에 실시된 심사에서 선정되었다. 또한 박람회장에서의 심사를 통해 글로벌 부문 부문상이 선정된다. 이번 기사에서는 넥스트제너레이션 부문 2건과 코크리에이션 부문 2건을 소개한다. 이노베이션 부문상은 별도 기사에서 소개한다.

넥스트제너레이션 부문에서 수상한 것은 게이오기주쿠(慶応義塾)대학 후방산란통신 연구컨소시엄(이하, 게이오대학)과 도호쿠(東北)대학이었다. 게이오대학의 안건명은 '동기·멀티채널 배터리프리 무선센싱 시스템'이다. 이미 실용화된 RFID 기술(안건명 중 ‘배터리프리 무선센싱 시스템’에 해당)을 확장한 것이라고 한다. 안건명 중 ‘멀티 채널·동기’가 확장 부분이다. 즉, 복수의 RFID를 동기시켜 무선센싱할 수 있도록 하였다.

유니클로 점포의 셀프 계산대에서는 복수 상품의 RFID를 한 번에 읽어내는 것처럼 보이지만, “실제로는 시분할 처리이며, 하나하나 읽어내는 것이다. 우리의 기술은 실시간으로 동기화해 읽어낼 수 있다”(게이오대학). 게이오대학의 기술을 사용하면 유선 접속으로는 적용이 어려운 응용처의 센싱이 가능해진다. 예를 들면, 헬리콥터의 로터에 센서가 내장된 복수의 RFID를 부착함으로써 무선으로 센서 IC에 급전하면서 회전 중의 로터의 휘어짐을 무선으로 검지할 수 있다. 또한 종이처럼 얇고 가벼운 물체의 변형도 검지할 수 있다. 기술적인 포인트는 무선 통신 프로토콜이라고 한다. 현재, 이 프로토콜을 ‘ISO 18065’로 국제 표준화하는 작업을 추진. 2025년에 국제 표준화가 될 예정이다.

도호쿠대학의 안건명은 ‘CMOS/스핀트로닉스 융합 AI 반도체’이다. 구체적으로는, MRAM(자기 저항 메모리)을 활용한 AI 처리 프로세서 IC 개발을 추진하고 있다. 내장 SRAM의 일부와 가중치 메모리에 MRAM을 사용하는 니어메모리(Near-memory)형의 프로세서이다. 내장 메모리가 모두 SRAM이고 플래시메모리를 외장하는 기존의 파(Far) 메모리형 프로세서에 비해 전력효율이 높고 기동 시간을 짧게 할 수 있다고 한다. RTL(Register Transfer Level) 시뮬레이션을 통해 기존 대비 전력효율이 10배 이상, 기동 시간은 10분의 1 이하의 개선 효과를 확인했다.

-- 준천정위성 시스템 '미치비키'의 신호를 활용해 고정밀도를 실현 --
코크리에이션 부문에서 수상한 것은 에조윈(홋카이도)과 트리마티스(지바 현). 에조윈의 안건명은 Reposaku. 초고정밀 GPS 로거를 꽂는 것만으로 손쉽게 농업 DX를 실현할 수 있다고 한다. Reposaku에서는 준천정위성 시스템 ‘미치비키’의 L6 신호를 사용하는 GNSS(위성항법시스템) 로거를 차량의 전원에 꽂는 것만으로 다수의 차량의 이동 궤적을 고정밀도로 취득할 수 있다.

에조윈에 따르면, GNSS로서 GPS를 사용하는 경우, 지도의 도로 정보 병용(이른바 맵매칭)을 통해 높은 정밀도를 확보할 수 있다. 한편, 농지 내에는 도로나 지도가 없어 맵매칭을 사용할 수 없다. GPS 대신 미치비키의 L6 신호를 사용함으로써 농지에서도 오차 12cm의 높은 정밀도를 얻을 수 있다. 이미 Reposaku는 현재 실제로 사용되고 있다.

트리마티스의 안건명은 '수중 퓨전 센서'이다. 트리마티스는 육상용 LiDAR(Light Detection and Ranging)에서 쌓아온 실적을 베이스로 수중용 LiDAR를 개발했다. 수중에서 3D 데이터를 실시간으로 취득할 수 있다. 수중에서 움직이는 물체의 형상이나 개수를 계측하는 용도뿐만 아니라, 선체 검사나 수중 인프라 점검의 자동화 등에도 응용할 수 있다고 한다.

수중용 LiDAR는 수중에서도 전파 손실이 적은 3색(적, 녹, 청)의 가시광 레이저를 탑재하고 있다. 계절·해역별로 사용하는 광원을 전환해 기존에는 불가능했던 수중의 상세한 3D 데이터를 고속으로 취득할 수 있다. RGB 카메라도 내장되어 있어 수중에서의 컬러 3D 점군 정보 취득이 가능하다.

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