'메모리에 CPU 합쳤다'..SK하이닉스 차세대 메모리 PIM개발 document_id A220623233515

[이데일리 김상윤 기자] SK하이닉스가 연산 기능을 추가한 차세대 메모리반도체 ‘PIM(Processing-In-Memory)을 개발했다. 기존 D램에 비해 특정 연산의 속도가 16배 빨라지고, 전력소모도 80% 가량 줄일 수 있어 인공지능(AI) 분야에 널리 쓰일 수 있을지 관심이 모아진다.\n\nSK하이닉스는 이달말 미국 샌프란시스코에서 열리는 반도체 분야 세계 최고 권위 학회인 ‘2022 ISSCC’에서 PIM 개발 성과를 공개한다고 16일 밝혔다. \n\nPIM은 저장 기능을 주로 하는 메모리반도체에 연산기능을 하는 CPU를 합친 ‘하이브리드’ 반도체다. 아직은 CPU처럼 본격적인 연산 기능을 하는 것은 아닌 만큼 특정기능을 하는 메모리반도체인 ‘FIM(Function-In-Memory)’이라고 부르기도 한다.\n\nPIM반도체가 각광을 받는 것은 AI가 발달하면서 좀더 빠른 데이터 처리가 필요해서다. 통상 컴퓨터에서 데이터 처리는 중앙처리장치(CPU)가 메모리에서 명령어를 불러오고 연산 처리한 뒤 그 결과를 다시 메모리에 저장하는 방식으로 이뤄진다. CPU와 메모리 사이에 하나의 통로로 통해 순차적으로 데이터가 이동하며 처리되는데(직렬처리), 처리해야 할 데이터양이 많아지면 지연현상이 생길 수밖에 없다. \n\n반면 PIM은 메모리 내부에서 CPU의 일부 연산처리를 가능하도록 만들었기 때문에 데이터 처리 속도가 보다 빨라질 수 있다. SK하이닉스가 PIM을 처음으로 적용한 ‘GDDR6-AiM(Accelerator in Memory)’ 샘플의 경우 일반 D램 대신 특정 연산의 속도가 최대 16배까지 빨라진다고 한다. 회사측은 GDDR6-AiM은 머신러닝(Machine Learning), 고성능 컴퓨팅, 빅 데이터의 연산과 저장 등에 활용될 수 있다고 설명했다.\n\nPIM은 전력소모양이 적다는 장점도 갖고 있다. 메모리반도체에서 일부 연산기능을 하는 만큼 CPU 또는 GPU로의 데이터 이동을 줄이기 때문이다. SK하이닉스는 GDDR6-AiM제품은 기존 GDDR6 전압 13.5V보다 낮은 1.25V에서 구동되고 데이터 이동도 줄이기 때문에 기존제품 대비 에너지 소모량이 80%까지 줄어든다고 설명했다.\n\n삼성전자와 SK하이닉스가 PIM개발에 성공했지만 아직 시장은 열려있지 않다. PIM을 활용해 특정 애플리케이션에 효과가 있다는 점을 적극 발굴해야 고객사와 계약이 이뤄질 것으로 예상된다. 이를 고려해 SK하이닉스는 최근 SK텔레콤에서 분사한 AI 반도체 기업인 사피온(SAPEON)과 협력해 GDDR6-AiM과 AI 반도체를 결합한 기술도 선보일 계획이다. \n\n류수정 사피온 대표는 “인공 신경망 데이터 활용이 최근 급속도로 늘어나, 이러한 연산 특성에 최적화한 컴퓨팅 기술이 요구된다”며, “양사의 기술을 융합해 데이터 연산, 비용, 에너지 사용 측면에서 효율성을 극대화할 것”이라고 말했다.\n\n안현 SK하이닉스 부사장(Solution개발 담당)은 “SK하이닉스는 자체 연산 기능을 갖춘 PIM 기반의 GDDR6-AiM을 활용해 새로운 메모리 솔루션 생태계를 구축할 것”이라며 “앞으로도 회사는 사업모델과 기술개발 방향성을 지속적으로 진화시켜 나가기 위해 노력하겠다”고 강조했다.\n\nSK하이닉스 PIM 적용 첫 제품 GDDR6-AiM