삼성전자가 세계 최초로 인공지능(AI) 프로세서와 메모리 반도체를 결합한 신제품을 공개했다.
기존 컴퓨터 작동 구조의 근본적인 변화를 불러일으킬 수 있는 제품으로 삼성전자 반도체 초격차에 힘을 더할 것으로 예상된다.
삼성전자는 AI 프로세서와 메모리 반도체를 하나로 결합한 HBM-PIM(Processing-in-Memory·사진)을 개발했다고 17일 밝혔다.
PIM은 메모리 내부의 연산작업에 필요한 프로세서 기능을 더한 차세대 신개념 융합기술이다.
최근 AI의 응용 영역이 확대되고 기술이 고도화됨에 따라 고성능 메모리에 대한 요구가 지속적으로 커져 왔으나 기존 메모리로는 ‘폰 노이만 구조’의 한계를 극복하기 어려웠다.
폰 노이만 구조는 오늘날 대부분의 컴퓨터에서 사용하는 방식으로 중앙처리장치(CPU)가 메모리로부터 명령어를 불러오고 실행하며 그 결과를 다시 기억장치에 저장하는 작업을 순차적으로 진행한다. CPU와 메모리 간 주고받는 데이터가 많아지면 작업처리가 지연되는 현상이 생긴다.
삼성전자는 이를 극복하기 위해 메모리에 AI 엔진을 장착하고 병렬처리를 극대화해 성능을 높였다. 또한 HBM-PIM은 메모리 내부에서 연산처리가 가능해 CPU와 메모리 간 데이터 이동이 줄어 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다. 삼성전자는 이러한 혁신기술을 D램 공정에 접목시켜 HBM-PIM을 제품화하는 데 성공하고 반도체 분야 세계 최고 권위 학회인 ISSCC에서 논문을 공개했다.
AI 시스템에 HBM-PIM을 탑재할 경우 기존 HBM2를 이용한 시스템 대비 성능은 배 이상 높아지고, 시스템 에너지는 70% 이상 감소된다고 삼성전자는 설명했다.
HBM2는 2018년 1월 삼성전자가 양산한 2세대 고대역폭 메모리 반도체다. 또한 기존 HBM 인터페이스를 그대로 지원해 HBM을 이용하는 고객들은 하드웨어나 소프트웨어 변경 없이 HBM-PIM을 통해 강력한 AI 가속기 시스템을 구축할 수 있게 됐다.
김준엽 기자 snoopy@kmib.co.kr
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