디지털이 0과 1로 이뤄진다는 관념이 구시대의 유물이 된다면 어떨까? 두뇌가 두 개라는 듀얼 코어 CPU가 앞으로는 수십 개의 두뇌를 갖게 된다면? 리모콘조차 필요없이 손짓만으로 채널을 바꾸는 TV는 또 어떨까? 이미 실현 단계에 다다른, 또는 조만간 등장할 것으로 관측되는 미래의 신기술 15개를 정리해봤다.

회로계의 경천동지 ‘멤리스터’

전자제품이 발달한 이래, 저항기, 인덕터, 그리고 커패시터와 같은 세 가지 유형의 회로부품만이 존재해왔다.

그러나, 1971년 UC 버클리대 연구원인 레온 추아(Leon Chua)는 4번째 유형의 부품이 존재할 수 있음을 이론화했다. 바로 전류의 흐름을 측정할 수 있는, 멤리스터가 그것이다. 그리고 37년 밖에 흐르지 않은 지금, HP는 벌써 이것을 준비하고 있다.

◇멤리스터란? : 이름에서 암시하고 있듯이, 멤리스터는 얼마나 많은 양의 전류가 멤리스터를 통과했는지를 "기억"할 수 있다.

또한, 통과한 전류의 양을 교류시킴으로써 멤리스터는 독특한 특성을 가지는 단일소자 회로부품이 될 수 있다. 멤리스터의 가장 두드러진 특징으로는, 전류가 오프된 상태에서도 전자상태를 저장할 수 있다는 점이다.

오늘날의 플래시 메모리를 대체할 수 있는 탁월한 후보자로 거론되는 이유다. 멤리스터는 플래시 메모리에 비해 이론적으로 값이 더 싸고 훨씬 더 빠르며, 보다 많은 메모리 밀도를 가능케 한다.

또한, 램(RAM) 칩을 대체할 수 있기 때문에 컴퓨터를 오프시킨 후에 다시 켰을 때 멤리스터는 작업하던 것을 정확하게 기억해 내어 즉시 하던 작업으로 돌아간다.

비용을 낮추고 부품들을 합병시킴으로써 주머니에 쏙 들어갈만한 사이즈에 오늘날의 PC보다 더 빠른 컴퓨터를 만들 수 있을 것이다.

또 언젠가는, 오늘날의 디지털 프로세서가 인식하는 아주 단순한 "온" 및 "오프" 상태에 비해 보다 다양한 전기상태를 기억할 수 있는 능력으로 인해 새로운 유형의 컴퓨터를 가능케할 수도 있을 것이다.

아날로그 모드에서 데이터 상태의 다이나믹 범위와의 작업을 통해, 멤리스터 기반의 컴퓨터는 단순히 1과 0 주위를 왔다 갔다 하는 것에서 벗어나 훨씬 더 복잡한 임무를 수행할 수 있게 된다.

◇실현시점 : 연구원들은 회로소자 차원에서 멤리스터의 구현을 막는 실질적인 장벽은 없다고 말한다.

그러나 상업적으로 실질적으로 이용 가능하게 만드는 것은 비즈니스 측면에 달려있다. 더 낮은 비용과 보다 적은 전력소모량으로 플래시 메모리의 대체용으로 만들어지는 멤리스터는 우선 2012년께 등장할 것으로 보인다. 

HP의 목표에 따르면 그렇다. 그 다음으로, 2014년에서 2016년까지 멤리스터가 DRAM과 하드 디스크를 대체할 것으로 보인다. 멤리스터 기반의 아날로그(?) 컴퓨터가 앞서 언급된 것과 같이 구현되는 시기는 그 이후 20년은 더 지나야할 것으로 관측되고 있다.

두뇌가 32개?　32코어 CPU
현재 사용 중인 CPU가 단일코어 제품이라면 이미 시대에 뒤떨어졌다고 평가해도 무방하다. 현재 듀얼코어를 넘어 쿼드코어 컴퓨팅기술이 정착되고 있으며, 쿼드코어 노트북 컴퓨터도 종종 등장하고 있다.

그러나, 이러한 멀티코어로의 경향은 이제 막 시작된 것에 불과하다. 이제는 누가 가장 빠른 클럭 속도를 가지고 있느냐 하는 것이 문제가 아니라, 누가 가장 많은 코어를 갖추고 있는지 여부에 따라 CPU 시장의 리더가 판가름 날 것이다.

◇정의 : 클럭 속도 경쟁이 막을 내린 후, AMD와 인텔 양 사는 지속적으로 프로세싱 파워를 향상시키고 멀티태스킹 작동을 조성하기 위해 더 많은 코어를 다이 상에 패킹하고자 노력하고 있다.

이렇게 한정된 공간 속에 이들 코어와 그 밖의 다른 부품들을 채워 넣으려면, 공정 기술이 주요한 요소로 작용할 전망이다. 인텔은 2009년에 32나노미터의 프로세서(오늘날의 45nm 칩의 축소형)를 대대적으로 시판할 계획이다.

◇실현시점 : 인텔은 자사 로드맵를 매우 잘 고수해 왔다. 아이태니엄(Itanium) 디자인 기반의 6코어 CPU가 조만간 등장하며, 이때가 바로 인텔이 코어 i7이라는 브랜드로 출시하는 네할렘(Nehalem)이라 코어로 이동하는 시기다.

코어 i7은 2009년 또는 2010년에 8코어까지 지원될 예정이다. 한편 AMD도 몬트리올(Montreal)이라 불리는 8코어 프로젝트를 역시 2009년에 선보인다는 방침이다.

그러나 그 후의 일정은 모호하다. 전하는 바에 의하면, 인텔은 2010년으로 예정되었던 카이퍼(Keifer)라 불리는 32코어 프로젝트를 복잡하다는 이유(인텔은 이에 대해 확증하지 않고 있다)로 취소했다고 한다.

많은 코어가 메모리를 다루는데 있어 새로운 방식을 필요로 하는데, 램의 하나의 중앙 풀(Pool)로부터 32개의 브레인부를 풀링하는 것은 분명히 어려운 일이다.

그러나, 결함만 해결되면 코어를 급격히 증가시킬 수 있을 것으로 여전히 기대하고 있는데, 2011년 또는 2012년까지 16개의 코어가 가능하고(트랜지스터가 22nm으로 규모가 다시 축소될 것으로 봤을 때), 2013년이나 2014년까지는 32개의 코어를 수월하게 등장할 것으로 기대하고 있다. 인텔은 더 나아가 "수백 개의" 코어가 완전히 가능해질 것이라고 말한다. 

독립형 그래픽카드의 종말

AMD가 그래픽 카드메이커인 ATI를 매수했을 때, 대부분의 업계 관계자들은 CPU와 GPU를 통합하려 할 것으로 내다봤다. 그리고 이 작업은 예상보다 순조롭게 진척되고 있다.

◇정의 : GPU가 많은 관심을 끌고 있기는 하지만, 머큐리 리서치(Mercury Research)에 따르면 75%의 노트북 사용자들이 양호한 품질의 기존 통합그래픽을 고수하고 있다.

독자적인 그래픽 칩셋을 사용하는 경우가 그리 많지 않다는 이야기다.독립형 그래픽카드를 사용하면 초기 비용이 더 추가되는 것은 물론, 사용 상의 불편, 배터리 고갈 등의 문제가 대두되기 때문이다.

CPU 상에 바로 그래픽 기능을 장착함으로써 이러한 세 가지 문제 모두를 해결할 수 있다.

독립형 그래픽카드보다는 성능이 떨어지지만 통합그래픽 칩보다는 더 나은 성능을 보여주며, 궁극적으로는 독립형 그래픽카드가 필요없어질 정도까지 개선될 것으로 관측된다.

이를테면 16코어 CPU내 4개의 코어를 그래픽 프로세싱에 할당할 수도 있다.

◇실현시점 :곧 출시될 인텔의 네할렘 칩은 칩패키지 내에 CPU와 동일한 다이에서 생산된 그래픽 프로세서을 포함하고 있다.

또 AMD의 퓨전라인내 첫 번째 제품인 스위프트(Swift, 일명 슈라이크 플랫폼)도 동일한 디자인을 구비하고 있다고 전해지며, 2009년에 출시될 예정이다.

GPU를 CPU와 동일한 다이상에 직접 설치하는 것은 새로운 차원으로의 도약이다. 단 이때 열(Heat)이 주요 도전과제로 떠오를 것이다. 그렇다고 문제를 해결하지 못한다는 의미는 아니다.

2009년에 출시예정인 인텔의 두 가지 네할렘 후속제품인 오번데일(Auburndale)과 헤븐데일(Havendale)은 GPU와 CPU를 하나의 다이상에 설치한 첫 번째 칩이 될 것이다. 그러나, 이에 대해 인텔은 구체적인 언급을 꺼리고 있다.

USB 3.0, ‘또 한번의 진화’

USB 커넥터의 성공은 컴퓨터 역사에서 가장 위대한 성공스토리 중 하나다. 지금까지 20억 이상의 USB 연결장치가 팔렸다.

그러나 테라바이트급 하드 드라이브의 시대가 도래하면서 초당 480메가비트급의 처리량을 보여주는 USB2.0 장치는 더 이상 허세를 부릴 수 없게 되었다.

◇정의 : USB3.0 장치(일명, '초고속 USB')는 10가지 요소에 의해 성능향상을 약속하고 있다. 대표적으로 이론상 최대 처리량이 초당 4.8기가비트에 달한다.

USB3.0 장치는 약간 다른 형태의 커넥터를 사용하지만, 기존 USB 포트들과도 하위호환성을 유지하고 있다. 구형 USB 장치들을 USB 3.0 포트에 연결하는 것도 가능하다.

USB 3.0은 USB 장치의 전력효율을 상당히 강화시킬 수 있으며, USB 장치에 사용 가능한 전기량도 증대됐다 즉, USB를 통한 충전이 좀더 빨라질 수 있는 것은 물론, 장난감 로켓론처 및 음료수 쿨러와 같이 심지어 좀 기괴한 USB 연결장치의 등장도 가능해진다.

◇실현시점 : USB3.0 사양은 거의 마무리 상태에 다다랐으며, 소비자용 장치는 2010년에 출시될 예정이다.

한편 초고속 플러그인 디스플레이포트(DisplayPort), 이사타(eSATA) 및 HDMI의 호스트의 경우 고화질 비디오 온셋에 의해 상당히 진척되어 PC에서 곧 흔하게 사용될 것이다. 파이어와이어(FireWire) 조차도 3.2Gbps 성능까지 급진적으로 업그레이드하려고 하고 있다.

전기선이 사라진다 ‘무선전력전송’

무선전력전송 기술은 니콜라 테슬라(Nikola Tesla)가 세상이 거대한 테슬라 코일로 감싸지는 것을 상상한 이래 잊혀지지 않는 꿈으로 자리매김하고 있다.

그러나, 지금까지 구현된 수준은 전동 칫솔기를 재충전시키는 정도에 그친 것이 사실. 지금까지 소비자용 장치 속으로 진입하는데는 실패했다고 평가해도 무방하다.

◇정의  :　올 여름, 인텔의 연구원들은 MIT 리서치를 바탕으로 1~2미터 떨어진 거리에서 무선으로, 또 구경꾼들에게 어떠한 해도 끼치지 않고 전기를 공급하는 방법을 시연했다.

인텔은 이 기술을 "WREL(Wireless Resonant Energy Link:무선공명전원연결)"이라 부르고 있는데, 이는 와이어의 코일을 통해 특정한 10MHz 신호를 보냄으로써 비슷한 형태의 와이어 주변 코일이 주파수와 함께 공진(Resonate)하여 전자로 하여금 이 코일을 통해 흐르도록 하는 것이다.

아직 미흡하긴 하지만 대략 70%의 효율로 60와트 전구를 켤 수 있었다고 전해진다.

◇실현시점 : 수많은 장벽이 존재한다. 이 중 첫 번째로, 인텔 프로젝트가 교류(Alternating current)를 사용한다는 점이다. 장치를 충전시키기 위해서는 직류(Direct current)용으로 봐야 하는데, 이 경우 크기는 상당히 제한적일 수밖에 없다.

또 이러한 시스템을 상품화하기 위해서는 수많은 법적인 장애를 넘어서야 하며, 인체에 무해한지 여부도 철저히 검증되어야 한다.

상기의 모든 문제가 합리적으로 잘 해결된다고 가정했을 때, 대략 6년 내지 8년 내에 노트북에 적용이 가능할 수도 있다는 전망이다.

그렇게 되면, 전력 트랜스미터를 벽 속에 바로 내장시킨 공항이나 커피숍 등지에서 노트북 가방을 열지 않고도 신속히 충전할 수 있게 된다.