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삼성전자, 세계 최초 AI엔진 탑재 PIM 개발
삼성전자, 세계 최초 AI엔진 탑재 PIM 개발
  • 박설민 기자
  • 승인 2021.02.17 16:58
  • 댓글 0
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삼성전자는 17일 세계 최초로 메모리 반도체와 인공지능 프로세서를 하나로 결합한 HBM-PIM을 개발하는데 성공했다고 밝혔다./ 삼성전자

시사위크=박설민 기자  삼성전자가 세계 최초로 메모리 반도체와 인공지능 프로세서를 하나로 결합한 HBM-PIM(Processing-in-Memory:메모리 연산)을 개발하는데 성공했다.

삼성전자는 17일 PIM 기술을 활용해, 슈퍼컴퓨터(HPC)와 인공지능(AI) 등 초고속 데이터 분석에 활용되는 HBM2 아쿠아볼트에 AI엔진을 탑재한 HBM-PIM을 개발했다고 밝혔다. 

여기서 PIM은 메모리 내부에 연산 작업에 필요한 프로세서 기능을 더한 차세대 신개념 융합기술이며, HBM2 아쿠아볼트는 지난 2018년 1월 삼성전자가 양산한 2세대 고대역폭 메모리 반도체다.

삼성전자 측 설명에 따르면 AI 시스템에 HBM-PIM을 탑재할 경우 기존 HBM2를 이용한 시스템 대비 성능은 약 2배 이상 높아지고, 시스템 에너지는 70% 이상 감소된다. 또한 기존 HBM 인터페이스를 그대로 지원해 HBM을 이용하는 고객들은 하드웨어나 소프트웨어의 변경 없이 HBM-PIM을 통해 강력한 AI 가속기(AI를 실행하기 위한 전용 하드웨어) 시스템을 구축할 수 있다.

삼성전자 관계자는 “최근 AI의 응용 영역이 확대되고 기술이 고도화됨에 따라 고성능 메모리에 대한 요구가 지속적으로 커졌다”며 “하지만 기존의 메모리로는 폰 노이만 구조의 한계를 극복하기 어려웠다”고 밝혔다. 

폰 노이만 구조란 기억 장치, 중앙처리장치, 입출력 장치의 전형적인 3단계 구조로 오늘날 사용하고 있는 대부분의 컴퓨터의 기본 구조를 말한다. 연산과정이 CPU가 메모리로부터 명령어를 불러오고 실행한 후 그 결과를 다시 기억장치에 저장하는 작업으로 진행된다. 때문에 이 과정에서 데이터가 많아지면 작업처리가 지연되는 ‘폰 노이만 병목 현상’이 발생해 초고속 컴퓨터 설계에 부적합하다.

삼성전자 관계자는 “이런 폰 노이만 병목 현상을 극복하기 위해 메모리 내부의 각 뱅크(주기억장치를 구성할 때의 최소 논리적 단위)에 AI 엔진을 장착하고 병렬처리를 극대화해 성능을 높였다”며 “또한 HBM-PIM은 메모리 내부에서 연산처리가 가능해 CPU와 메모리간 데이터 이동이 줄어들어 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다”고 밝혔다.

삼성전자 메모리 사업부 상품기획팀장 박광일 전무는 “HBM-PIM은 AI 가속기의 성능을 극대화 시킬 수 있는 업계최초의 AI 맞춤형 PIM 솔루션”이라며 “삼성전자는 고객사들과 지속적으로 협력을 강화해 PIM 에코 시스템을 구축해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편 삼성전자는 상반기 내 다양한 고객사들의 AI 가속기에서 HBM-PIM을 탑재해 테스트 검증을 완료할 예정이다. 또한 향후 고객사들과 PIM 플랫폼의 표준화와 에코 시스템 구축을 위해 협력도 강화해 나갈 계획이다.