AI는 인간의 뇌를 대체할 수 있을까?
2026. 01. 16. 16:08
💁 미래학자들은 우리 모두가 AI 혁명의 벼랑 끝에 서 있다고 말합니다. 일자리가 없어진다고 해서 개인의 자유가 없어지는 건 아닌데 말이죠. 어렸을 때부터 터미네이터를 너무 많이 본 사람들은 이런 말에 혹할 수도 있지만, AI가 갑자기 의식을 갖고 우리에게 핵을 쏟아붓는 일은 일어나지 않을 것입니다. 제가 어떻게 단언할 수 있는지, 인간의 뇌와 컴퓨터를 비교하여 설명해 보겠습니다.
현재까지 우리가 알고 있는 바로는 인간의 뇌 인지 활동은
뉴런이 약 160억 개 상호 작용하는 것으로 이루어집니다.
각각의 뉴런은 마치 아날로그 컴퓨터처럼 동작합니다.
입력 신호를 수천 개 받아들이고
이를 단일 출력 신호로 변환합니다.
이때 뉴런이 사용하는 신호는
펄스(pulses)의 빈도(frequency)를 이용하기 때문에
디지털이 아닌 아날로그적인 특성을 띱니다.
예를 들어 보겠습니다.
🫵 우리가 손가락을 들어 올릴 때,
천천히 들고 싶다면
뇌는 그에 맞추어 낮은 빈도의 펄스들을 해당 근육에 보내고,
더 빠르게 들고 싶다면
높은 빈도의 펄스를 보냅니다.
💭 감각 신경도 마찬가지로,
피부에 가벼운 압력이 가해지면
낮은 빈도의 펄스가 뇌로 보내지고,
압력이 커지면
높은 빈도의 펄스를 뇌로 보냅니다.
뉴런이 입력을 출력으로 변환하는 과정은
복잡하며 동적으로 이루어집니다.
학자들은 이 변환 과정 중에서
우리 기억과 지각 능력, 운동 능력 등이
형성된다고 보기도 합니다.
결국 인간의 뇌는 미세 아날로그 컴퓨터 160억개가
거대하게 연결되어 ‘나’라는 존재를 형성하고 있다 할 수 있습니다.
이렇게 거대하고 복잡한 인간의 뇌와 현재의 마이크로 칩을
직접 비교하기는 매우 어렵지만, 여기에서 한번 시도해 보겠습니다.
현재 가장 최신의 마이크로 칩은
1,000억 개가 넘는 트랜지스터를 가지고 있습니다.
하지만 그중 대부분은 부수적인 업무를 처리하는 데 쓰이며,
실제 CPU에 사용되는 트랜지스터는 그다지 많지 않습니다.
그래도 CPU 본연의 작업에 트랜지스터가
200억 개 쓰인다고 가정해 보겠습니다.
사실 이마저도 관대한 추정입니다.
예컨대 1979년에 나온 모토로라 68000 칩은
CPU에 쓰인 트랜지스터가 고작 6만 8000개 정도였습니다.
각각의 트랜지스터는 입력 두 개와 출력 한 개를 가진
아주 단순한 on/off 스위치입니다. 💡
트랜지스터 64개가 한 번에 통신할 수 있는 버스(bus)를 통해
각각의 트랜지스터가 서로 초당 40억 번 정도
통신할 수 있다고 가정해 보겠습니다.
그렇게 대략 계산하면
초당 2 ,560억 비트의 정보를 처리할 수 있습니다.
이 정도면 꽤 괜찮아 보입니다.
하지만 이는 매우 단순하게 계산한 것뿐입니다.
그렇다면 뉴런 하나가 처리할 수 있는 비트는 몇 개일까요?
사실 뉴런과 트랜지스터를 단순 비교하기는 어렵습니다.
뉴런은 디지털 비트가 아니라
다양한 주파수 범위를 다루는
아날로그적인 신호를 처리하기 때문입니다.
🙋 그래서 우리는 이렇게 가정해 볼 겁니다.
대략 아날로그적인 신호를 200단계 정도(약 8비트에 해당)로 나눌 수 있다.
뉴런이 신호의 변화에 반응하는 데 약 0.01초가 걸리고,
그래서 초당 100번 정도 새로운 신호를 생성한다.
그러면 뉴런 하나가 받는 정보량은
연결된 뉴런이 5,000개라고 할 때
5,000×8비트×100= 초당 400만 비트가 됩니다.
그리고 인간의 뇌에는 이런 뉴런이 160억 개 있으므로
초당 128경 비트의 정보를 처리할 수 있습니다.
이는 대략 애플 M3 칩이 처리할 수 있는 양보다
100만 배쯤 많습니다. 😳
물론 이런 계산은 대단히 부정확한 계산입니다.
실제로는 M3 칩의 중앙 프로세싱에
트랜지스터 200억 개가 전부 쓰이지 않기도 하고,
각 뉴런 내부의 화학적/기계적 변환 과정도
전혀 고려하지 않았기 때문입니다.
어쨌든 인간의 뇌가 처리할 수 있는 정보량이
마이크로 칩보다 약 100만 배 정도 더 많다고 합시다.
그러면 M3 칩 100만 개를 100Gb(기가비트) 네트워크로 묶어서
인간의 뇌를 흉내 낼 수 있을까요?
네트워크 자체가 초당 100기가비트밖에 처리하지 못하기 때문에
일종의 병목 현상을 일으키기 때문입니다.
즉, 정보 처리 장치에서는 얼마나 많은 양의 정보를
보다 넓은 범위로 보낼 수 있는가도 중요합니다.
이제 이만하면 충분히 요점은 전달된 듯합니다.
현재 기술은 인간 뇌가 가지고 있는 정보 처리 능력에
전혀 미치지 못합니다.
따라서 스카이넷이 갑자기 자의식을 갖게 될 일도 없으며,
AI가 전 세계의 기아 문제를 단번에 해결해 주거나
LLM이 모든 일자리를 대체하는 상황도 일어나지 않을 것입니다.
본 포스팅은 <우리 프로그래머들> 도서 중 일부를 발췌하여 제작 되었습니다.
<우리, 프로그래머들> 도서에서 확인하세요!