[IT+] 세계 첫 AI 메모리 반도체 나온다…삼성전자, AI HBM-PIM 개발

IT Biz / 조무정 기자 / 2021-02-18 15:50:42
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[일요주간 = 조무정 기자] 삼성전자가 세계 최초로 메모리 반도체와 인공지능(AI) 프로세서를 하나로 결합한 HBM-PIM(Processing-in-Memory)을 내놓는다.

18일 삼성전자에 따르면 PIM(Processing-in-Memory)은 메모리 내부에 연산 작업에 필요한 프로세서 기능을 더한 차세대 신개념 융합기술이다.

삼성전자는 PIM 기술로 슈퍼컴퓨터(HPC)와 AI 등 초고속 데이터 분석에 활용되는 HBM2 아쿠아볼트(Aquabolt)에 AI 엔진을 탑재한 HBM-PIM을 개발했다.  

 

▲ 인공지능 HBM-PIM. (사진=삼성전자)

HBM2(High Bandwidth Memory) 아쿠아볼트란 2018년 1월 삼성전자가 양산한 2세대 고대역폭 메모리 반도체다. AI 시스템에 HBM-PIM을 탑재하면 기존 HBM2를 이용한 시스템보다 성능은 약 2배 이상 높아지고 시스템 에너지는 70% 이상 감소한다.

또 기존 HBM 인터페이스를 그대로 지원해 HBM 이용자는 하드웨어나 소프트웨어의 변경 없이 HBM-PIM을 통해 강력한 AI 가속기 시스템을 구축할 수 있게 됐다. AI 가속기란 AI를 실행하기 위한 전용 하드웨어다.

최근 AI의 응용 영역이 확대되고 기술 고도화로 고성능 메모리에 대한 요구가 커져 왔으나 기존의 메모리로는 폰 노이만 구조의 한계를 극복하기 어려웠다.

폰 노이만 구조는 대부분 컴퓨터에서 사용하는 방식이다. CPU가 메모리에서 명령어를 불러오고 실행하며 그 결과를 다시 기억장치에 저장하는 작업을 진행한다. 이 과정에서 CPU와 메모리 간 주고받는 데이터가 많아지면 작업처리가 지연되는 현상이 생긴다.

삼성전자 관계자는 “이를 극복하기 위해 메모리 내부의 각 뱅크에 AI 엔진을 장착하고 병렬처리를 극대화해 성능을 높였다”며 “또 HBM-PIM은 메모리 내부에서 연산 처리를 할 수 있어 CPU와 메모리 간 데이터 이동이 줄어들어 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다”고 설명했다.

뱅크(Bank)란 주기억장치를 구성할 때의 최소 논리적 단위다.

삼성전자는 HBM-PIM을 제품화하는 데 성공하고 반도체 분야 세계 최고권위 학회인 ISSCC에서 논문을 공개했다.

삼성전자 메모리 사업부 상품기획팀장 박광일 전무는 “HBM-PIM은 AI 가속기의 성능을 극대화할 수 있는 업계 최초의 AI 맞춤형 PIM 솔루션”이라며 “삼성전자는 고객사들과 지속해서 협력을 강화해 PIM 에코 시스템을 구축해 나가겠다”고 말했다.

미국 아르곤 국립 연구소 CELS(컴퓨팅·환경 및 생명과학) 연구실장 릭 스티븐스는 “HBM-PIM은 AI 응용을 위한 성능과 에너지 효율 측면에서 놀라운 성과로 HBM-PIM 시스템 평가를 위해 삼성전자와 지속적인 협력을 기대한다”고 전했다.

 

 

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