SK하이닉스 '연산+저장' 차세대 메모리반도체 개발

SK하이닉스가 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리 반도체인 '프로세싱 인 메모리'(PIM) 개발에 성공했다. PIM은 메모리반도체에 연산 기능을 더해 인공지능(AI)과 빅데이터 처리 분야에서 데이터 이동 정체 문제를 풀어낼 수 있는 차세대 기술이다.

그동안 메모리반도체는 데이터 저장 역할을 맡고, 사람의 뇌와 같은 기능인 연산(Processing) 기능은 비메모리 반도체인 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)가 담당했다.

하지만 최근에는 메모리와 시스템반도체를 융복합하고 한계를 깬 제품들이 연구개발(R&D)되고 있는 추세다.

16일 SK하이닉스에 따르면 이달 말 미국 샌프란시스코에서 열리는 반도체 분야 세계 최고 권위 학회인 '2022 국제 고체 회로 학술회의(ISSCC)'에서 PIM 개발 성과를 공개할 예정이다.

향후 이 기술이 진화하면 스마트폰 등 정보통신기술(ICT) 기기에서 메모리반도체가 중심적인 역할을 하는 메모리 센트릭 컴퓨팅도 가능해질 것으로 회사는 보고 있다.

SK하이닉스는 또 PIM이 적용된 첫 제품으로 'GDDR6-AiM' 샘플(사진)을 개발했다. 초당 16기가비트(Gbps) 속도로 데이터를 처리하는 GDDR6 메모리에 연산 기능이 더해진 제품이다. 일반 D램 대신 이 제품을 CPU·GPU와 함께 탑재하면 특정 연산의 속도는 최대 16배까지 빨라진다는게 회사측 설명이다. 앞으로 GDDR6-AiM은 머신러닝, 고성능 컴퓨팅, 빅데이터의 연산과 저장 등에 활용될 전망이다.

이 제품은 GDDR6의 기존 동작 전압인 1.35V보다 낮은 1.25V에서 구동된다. 또 자체 연산을 하는 PIM이 CPU·GPU로의 데이터 이동을 줄인다. 이에 따라 기존 제품 대비 에너지 소모가 80% 가량 감소하는 탄소저감 효과도 기대된다.

SK하이닉스는 최근 SK텔레콤에서 분사한 AI 반도체 기업인 사피온(SAPEON)과 협력해 GDDR6-AiM과 AI 반도체를 결합한 기술도 선보일 계획이다. 류수정 사피온 대표는 "인공 신경망 데이터 활용이 급속도로 늘어나 이러한 연산 특성에 최적화한 컴퓨팅 기술이 요구된다"면서 "양사의 기술을 융합해 데이터 연산, 비용, 에너지 사용 측면에서 효율성을 극대화할 것"이라고 강조했다.

안현 SK하이닉스 솔루션개발담당(부사장)은 "SK하이닉스는 자체 연산 기능을 갖춘 PIM 기반의 GDDR6-AiM을 활용해 새로운 메모리 솔루션 생태계를 구축할 것"이라며 "앞으로도 회사는 사업모델과 기술개발 방향성을 지속적으로 진화시킬 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김경민 기자