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쌀알 만한 컴퓨터 M3


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 사물 인터넷(IoT) 및 초미세 센서와 로봇들이 개발되면서 단지 반도체 뿐 아니라 모든 부분에서 미세화와 소형화가 진행 중에 있습니다.  미시간 대학의 연구자들은 M3(Michigan Micro Mote)라고 부르는 센서와 프로세서를 포함한 플랫폼을 만들었는데, 그 크기는 쌀알(grain of rice) 수준에 불과하다고 합니다. 연구자들은 M3를 세계에서 가장 작은 컴퓨터라고 소개했습니다.
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(M3와 동전의 크기 비교  M3 with temperature sensor. Credit: Martin Vloet, University of Michigan  )
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(동영상) ​
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 미시간 대학의 데이빗 블라우(David Blaauw)에 의하면 M3 는 완전한 컴퓨터라고 합니다 이 말은 M3가 입력, 연산, 저장, 출력을 모두 할 수 있다는 의미입니다. 물론 현재 우리가 주로 사용하는 PC나 스마트폰에 사용된 프로세서에 비교할 수 있는 수준은 아니지만 사물 인터넷을 목표로 하는 만큼 간단한 기능만이라도 충실하게 할 수 있다면 문제될 것은 없겠죠.
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 한 가지 더 중요한 것은 전력입니다. 아무리 작은 칩이라도 전력 소모가 크다면 소형화는 어려울 수 밖에 없습니다. 이 마이크로 컴퓨터는 놀랄 만큼 작은 크기의 태양 전지로 작동이 가능합니다. 즉 1 제곱 밀리미터의 태양 전지에서 나오는 20nW(mW 가 아니라 nW) 의 에너지를 동력원으로 사용하며, 20nA 의 전류만으로도 대기 모드에 있을 수가 있습니다. 컴퓨터는 쌀알 만한데 배터리는 동전만할 일은 없다는 것이죠.
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 그런데 사실 센서 + 프로세서 + 스토리지 + 배터리 등 여러 요소를 이렇게 작은 크기의 디바이스에 밀어넣는 일은 쉬운 일이 아닙니다. 가장 합리적인 해결책은 여러 개의 다른 요소들을 수직으로 쌓아 올리는 것이죠. M3 역시 그런 방식으로 만들어졌다고 합니다.
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(M3의 구조 단면도.  Cross-Section of the Michigan Micro Mote Imager. )
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 이 적층(stack) 시스템의 한 층은 무선 통신을 위한 radio layer 입니다. 현재 기술에서는 약 2m 떨어진 지점까지 무선으로 통신이 가능하다고 합니다. 앞으로 연구 목적은 20m까지 범위를 늘리는 것으로 사물 인터넷 시대를 대비하기 위해서는 꼭 필요한 능력이기도 합니다. 작은 센서를 긴 USB 케이블로 연결하는 모습은 상상하기 힘드니 말이죠.
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 M3 같은 마이크로 시스템은 온도 센서 등 각종 센서와 연결되어 사물 인터넷은 물론 웨어러블 기기, 혹은 생체 내장형 기기 등에 응용될 수 있습니다. 여러 연구 기관에서 다양한 플랫폼을 개발 중에 있으므로 결국 실용화는 시간의 문제라고 생각됩니다. 이런 문명의 이기들이 더 편리한 삶, 더 건강한 세상을 만들 수 있기를 기대합니다.
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 참고
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