전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 빛의 속도를 넘어서라

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

빛의 속도를 넘는 '컴퓨터 시계'가 필요한 시점

소리(음파)도 도달하기까지 시간이 걸린다

고등학교 때 교련 수업이 있었다. 고교생에게 군사교육을 시키는 수업이었는데 총검술, 제식훈련, 총기 분해조립 등 기초 군사 훈련을 받는다. 전교생이 교련복을 입고 사열 행진도 한다. 전교생이 학년과 반에 따라 운동장에 줄 지어 서 있고, 학생 밴드부의 행진곡에 맞추어 교단 앞으로 줄 맞춰 지나가는 행사다. 나는 발걸음을 북소리와 줄과 열을 맞춰 열심히 움직였다.

그런데 운동장 끝 다른 반 학생들의 행진 발걸음을 보면 나의 발걸음이 약 3분의 1 정도 차이가 났다. 그 때 그 이유를 곰곰히 생각해 보니, 북소리가 나에게 들리는 시점과 운동장 건너편 학생들에게 들리는 시점의 차이가 원인이었다.

그 이유는 바로 음파의 전달 속도가 1초에 340m로 제한돼 있기 때문이다. 운동장 크기가 100m라고 한다면 운동장 양 끝에서 들리는 학생 밴드부의 북소리는 약 3분의 1초 만큼 차이가 날 수밖에 없다. 운동장이 더 넓으면 학생들 발걸음을 동기화하기 더 어려워진다.

운동장에서 학생들의 행진시 그 행진의 총 진행 양은 행진의 줄 수, 학생들의 발걸음 속도에 비례하게 되는데, 이 행진 발걸음 속도가 바로 이 북소리의 속도에 비례한다. 또한 운동장 전체 학생의 행진이 북소리에 동기화 되어야 한다. 여기서 북소리의 속도와 동기화 정도를 한계 짓는 것이 바로 북소리의 속도와 음파의 속도이다. 북을 빨리 쳐야 한다.

4차 산업혁명의 성패 결정하는 '음파의 동기화' 

고교 시절의 경험을 소개한 이유는 음파의 동기화가 4차 산업혁명의 성패를 결정짓는 변수기 때문이다.

컴퓨터 내부, 컴퓨터에 필요한 반도체 혹은 컴퓨터간 서로 데이터를 주고 받기 위해선 시간 약속이 필요하다. 데이터의 출발 시간과 도착 시간을 서로 알아야 한다.

그렇다면 컴퓨터 내부, 컴퓨터에 필요한 반도체 혹은 컴퓨터간 시계가 동기화 될 수 있는가 하는 의문이 생긴다. 교련시간의 행진에서 아무리 각자가 열심히 북소리에 맞추어 행진해도 운동장 끝과는 시간차이가 날 수밖에 없다. 

두 가지 회로를 예로 들면 컴퓨터 내부에 GPU와 메모리가 같은 시계로 동기화 될 수 없다. 아무리 빛이 빨리 전파해도 1초에 30만㎞밖에 달리지 못한다. 요즘 최고 성능의 반도체나 컴퓨터는 ps (피코초, 1조 분의 1 초) 단위로 동작한다. 앞으로는 1fs(펨토초, 1000 분의 1 ps) 단위로 동작할 것이다. 1ps 에 빛은 약 300 um(마이크로 미터) 밖에 전파하지 못한다. 반도체 회로 안으로 들어가면 물질의 유전상수로 인해서 1ps 에 빛은 100um 밖에 전파하지 못한다. 시간 지연이 있을 수밖에 없다. 그러니 컴퓨터 내부의 데이터를 주고 받는데, 시계에 맞춰 데이터를 정해진 시간에 주고 받는다. 그런데 시계가 같지 않다.

빛의 속도보다 빠른 '컴퓨터 시계' 필요한 시점

아인슈타인이 상대성 이론을 발견하던 그 시기, 세상은 식민지와 본국간의 시계를 맞추는 일이 중요했다. 19세기 말은 제국주의의 시대였고 본국과 점령지들 사이의 시계를 동기화시키는 것(시간을 지배한다는 것)은 정치적으로도 의미가 있었다. 또한 파리의 열차시간과 쮜리히의 역의 기차 시간을 동기화 할 수 있는 것인가가 의문이었다. 또, 이런 시대적 배경이 있었기에 시계들을 동기화하는 것에 당시 사람들의 관심은 컸다. 그 시기 아인슈타인은 특허국에서 일하면서 수많은 관련되는 특허를 보고 영감을 얻었을 것이다.

4차 산업혁명기에는 인공지능 컴퓨터의 시계를 반도체 내, 컴퓨터 내, 컴퓨터 간의 맞추는 것이 핵심적인 의문점이 되고 있다. 4차 산업혁명을 선도하기 위해서는 컴퓨터 반도체 내의 시계와 동기화가 핵심이 된다.

정보를 전달하고 시계를 동기화하는 최대 속도는 빛의 속도로 한정된다. 4차 산업혁명을 위해선 빛의 속도보다 빠른 속도로 전파하는 컴퓨터 시계가 필요하다.

 

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수] 

김정호 카이스트 교수

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
코스피 9.6%·코스닥 14% 상승 [서울=뉴스핌] 윤채영 기자 = 코스피·코스닥 지수가 5일 역대급 상승률을 기록하며 마감했다. 코스피는 2008년 이후 최고 상승률을, 코스닥은 역대 최고 상승률을 기록했다. 한국거래소에 따르면 이날 코스피 지수는 전 거래일 대비 490.36포인트(9.63%) 오른 5583.90에 마감했다. 개인은 1조7919억원 순매수했고, 외국인과 기관은 각각 1445억원, 1조7141억원 순매도했다. [서울=뉴스핌] 양윤모 기자= 뉴욕증시가 美·이란 접촉설에 반등한 가운데 5일 오전 코스피가 전장 종가보다 579.64 포인트(11.38%) 상승하며 5673.18로, 코스닥은 101.55포인트(10.38%) 상승한 1079.99로 거래를 시작한 가운데, 서울 중구 하나은행 을지로본점 딜링룸에서 직원들이 업무를 보고 있다. 서울외환시장에서 달러/원 환율은 전장 대비 15.20원 하락한 1461.00원에 주간거래를 시작했다. 2026.03.05 yym58@newspim.com 코스피는 이날 장중 한때 5700선을 돌파하며 12% 가까이 급등하기도 했다. 이날 오전 10시 20분 기준 608.23포인트(11.94%) 오른 5701.77에 거래됐다. 시가총액 상위 종목 대부분이 이날 대폭 올랐다. 삼성전자(11.27%), SK하이닉스(10.84%), 현대차(9.38%), 삼성전자우(12.02%), LG에너지솔루션(6.91%), 삼성바이오로직스(8.64%), SK스퀘어(11.64%), 한화에어로스페이스(4.38%), 기아(6.19%), HD현대중공업(9.39%) 등이 상승했다. 코스닥 지수도 동반 상승했다. 코스닥 지수는 전 거래일 대비 137.97포인트(14.10%) 오른 1116.41에 거래를 마쳤다. 개인은 1조5530억원 팔아치웠고, 외국인과 개인은 각각 8319억원, 7417억원 사들였다. 코스닥 종목별로는 에코프로(20.18%), 알테오젠(11.60%), 에코프로비엠(16.55%), 삼천당제약(22.95%), 레인보우로보틱스(18.47%), 에이비엘바이오(15.04%), 리노공업(18.53%), 코오롱티슈진(12.29%), 리가켐바이오(16.06%), HLB(10.07%) 등이 상승했다. 이날 장 초반 급등세로 매수 사이드카가 발동됐다. 코스피 시장에서는 오전 9시 6분 매수 사이드카가 발동됐으며 올해 들어 여섯 번째 발동이다. 코스닥 시장에서도 올해 네 번째 사이드카가 발동됐다. 매수 사이드카는 선물가격이 급등하거나 급락할 때 프로그램 매매를 일시적으로 제한해 시장 충격을 완화하기 위한 장치다. 코스피 시장에서는 코스피200 선물 가격이 전일 대비 5% 이상 변동한 상태가 1분 이상 지속될 경우 발동되며, 발동 시 프로그램 매매 호가 효력이 5분간 정지된다. 이날 국내 증시 급등은 미국·이란 전쟁이 조기에 종식될 것이라는 기대감이 커지면서 미국 3대 지수가 상승 마감한 영향으로 풀이된다. 국제유가 상승세가 둔화된 점도 투자심리 회복에 영향을 미쳤다. 코스피200 야간선물도 상한가(8%)로 마감하며 장 시작 전부터 국내 증시 반등 기대감을 키웠다. 이경민, 정해창 대신증권 연구원은 "외부적으로는 미국과 이란 모두 강경한 태도를 보이고 있으나 대내외적 상황과 물밑접촉 가능성을 고려할 때 사태의 장기화 가능성이 높지 않다는 전망이 다시 힘을 얻는 중"이라며 "전일 저점 형성 이후 순매수 전환된 외국인의 매수가 오늘까지 이어졌고, 개인의 저가매수세가 강화됐다"고 설명했다. 한지영 키움증권 연구원은 "대형 악재로 서킷브레이커까지 발동될 정도의 폭락이 발생했지만 시장 참여자들이 이를 저가 매수 기회로 인식하며 증시 회복력이 나타나고 있다"며 "현재는 매도보다는 매수 대응이 유효한 구간"이라고 말했다. ycy1486@newspim.com 2026-03-05 16:02
사진
눈·비 그친 뒤 주말 '꽃샘추위' [서울=뉴스핌] 조준경 기자 = 금요일인인 오는 6일까지 이어지는 눈·비가 그친 뒤 주말에는 기온이 뚝 떨어지며 꽃샘추위가 이어질 전망이다. 5일 기상청 정례브리핑에 따르면 이날 늦은 오후부터 전국에 내리는 비는 하루 뒤인 오는 6일 오전 대부분 지역에 그칠 전망이다. 강원 산지 등 일부 지역에서는 비 대신 최대 15cm 이상 눈이 내릴 가능성도 있다. [사진=기상청] 비와 눈이 그친 뒤 6일 오후부터는 북서쪽에서 찬 공기가 강하게 내려오면서 전국에 강한 바람이 분다. 먼바다와 제주도 해상을 중심으로 풍랑특보가 발효될 가능성이 있다. 도로 상황도 악화할 전망이다. 지역과 해발고도에 따라 빗길 또는 빙판길이 예상된다. 주말인 오는 7~8일은 한반도가 고기압 영향권에 들면서 전국이 대체로 맑겠다. 다만 6일 강수 이후 내려온 찬 공기가 머물면서 주말 기온은 평년보다 다소 낮겠다. 바람까지 더해지며 체감온도는 더 낮겠다. 낮에는 일사가 강해 기온이 오르지만 밤에는 복사냉각으로 기온이 큰 폭으로 떨어져 일교차가 15도 안팎까지 벌어지는 곳도 있겠다. 내륙을 중심으로는 아침 기온이 영하로 내려가 서리가 내리는 곳이 있겠다. 얼름이 녹는 시기인 만큼 지반과 공사장, 절개지 주변 안전사고도 주의해야 한다. calebcao@newspim.com 2026-03-05 13:08
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동