[와우! 과학] 오버클록 기네스 신기록! 1THz 돌파

주파수가 높다고 반드시 좋은 것은 아니지만 CPU 등의 성능을 표시할 때 주파수로 표시되는 클록(clock)이 중요하다는 것은 이제 웬만한 사람 중에 모르는 이가 없을 정도이다. 그래서 최신 컴퓨터나 스마트폰의 성능을 나타낼 때도 CPU 클록이 몇 GHz(기가헤르츠, 10억 헤르츠)이고 코어가 몇 개라는 식으로 표현하는 것이 전혀 어색하게 들리지 않는 시대이다.

- 미국방위고등연구계획국(DARPA), 공식 발표

이미 GHz 단위가 일상에서 쓰일 정도의 시대가 됐지만 이에 만족하지 못하는 일부 사용자는 오버클록을 통해서 제조사가 내놓은 CPU 클록을 1MHz(메가헤르츠)라도 더 높이기 위해 액체 질소까지 사용한다. 무선 통신 주파수 역시 마찬가지이다. Wi-Fi 역시 2.4GHz와 5GHz도 모자라 60GHz를 사용하는 WiGig(와이기그, 802.11ad)가 개발 중에 있다.

그러면 현재 전자회로가 실제로 구현할 수 있는 최고 주파수는 얼마일까?

여기에 대해서 기네스 세계기록(GWR)이 최근 답을 내놓았다. 그 기록은 무려 1THz(테라헤르츠)이다. (엄밀히 말하면 이 연구는 프로세서보다는 무선통신영역 연구라고 할 수 있지만 아무튼 높은 주파수를 기록하기 위한 연구이므로 제목에 오버클록이라는 표현을 사용했다.)

이를 발표한 기업과 기관은 바로 다르파(DARPA, 미국방위고등연구계획국)와 미국의 대표적 방산기업인 노스럽그루먼사(社)이다. 이들은 TMIC(Terahertz Monolithic Integrated Circuit, 테라헤르츠 모놀리식 직접회로) 계획이라는 프로젝트를 진행해서 2012년 기록이었던 850GHz보다 150GHz가 더 빠른 1012GHz의 세계 신기록을 수립했다. 이는 THz의 벽을 뛰어넘는 쾌거인 셈이다. 이 계획은 다르파의 테라헤르츠 전자 프로그램에서 첫 번째로 이룩한 성과이기도 하다. 그리고 역사상 가장 빠른 반도체 소자 이용 증폭기(Solid-State Amplifier)이기도 하다.

-잉여력 돋는 기록 수립 왜 할까

광적인 오버클록커들은 순수하게 기록을 세우기 위해서 이런 일을 한다지만 왜 미국의 내로라하는 국방연구소와 방산기업이 이런 기록을 세우기 위해 노력할까?

다르파의 프로젝트 매니저인 데브 팔머(Dev Palmer)에 의하면 이와 같은 연구는 미래 다르파가 진행하는 여러 가지 프로젝트의 초석을 쌓기 위한 것으로 차세대 고해상도 보안 이미징 시스템, 고성능 충돌예방 레이더, 고용량 통신망, 위험 화학물질이나 폭발물을 감지하는 분광기 등에 응용될 수 있다고 한다.

사실 이 TMIC 계획은 밀리미터파 및 서브 밀리미터파 영역에서 새로운 형태의 레이더 및 고대역폭 통신을 개발하는 고주파 직접 진공 전자소자(HIGH FREQUENCY INTEGRATED VACUUM ELECTRONICS, HIFIVE) 같은 미 국방성(DoD)의 미래 계획과 연관이 있다. 응용 분야가 국방 부분인 만큼 상세한 기술적 데이터는 공개되지 않았지만 당장에 응용되기 힘든 연구라도 미래를 위해서 하나씩 투자해 나가는 미국의 준비는 부럽기도 한 장면이다.

사진=기네스 신기록 수립을 기념하는 다르파(DARPA) 의 로고(출처 DARPA)

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com