SK하이닉스, 연산 기능 갖춘 차세대 메모리 반도체 'PIM' 개발

메모리 반도체와 연산 기능 한 곳에 합쳐 데이터 처리 속도 극대화
저전압 작동, 에너지 효율 증대로 탄소 배출 저감 등 ESG 성과도 기대

SK하이닉스가 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리 반도체인 'PIM(Processing-In-Memory)'을 개발했다고 16일 밝혔다.

이번에 개발한 PIM은 메모리 반도체에 연산 기능을 더해 인공지능(AI)과 빅데이터 처리 분야에서 데이터 이동 정체 문제를 풀어낼 수 있는 차세대 기술이다.

그동안 메모리 반도체는 데이터 저장 역할을 맡고, 사람의 뇌와 같은 기능인 연산 기능은 비메모리 반도체인 CPU나 GPU가 담당한다는 것이 일반적인 인식이었다. SK하이닉스는 이런 관념을 깨고 연산도 할 수 있는 차세대 스마트 메모리를 꾸준히 연구해왔으며, 이번이 첫 결과물이다.

SK하이닉스는 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 ICT 기기에서 메모리 반도체가 중심적인 역할을 하는 '메모리 센트릭 컴퓨팅'도 가능해진다고 회사는 설명했다.

SK하이닉스는 PIM이 적용된 첫 제품으로 'GDDR6-AiM(Accelerator in Memory)' 샘플을 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 빨라진다. 앞으로 GDDR6-AiM은 머신러닝, 고성능 컴퓨팅, 빅데이터의 연산과 저장 등에 활용될 전망이다.

특히 이 제품은 GDDR6의 기존 동작 전압인 1.35V 보다 낮은 1.25V에서 구동된다. 또한, 자체 연산을 하는 PIM이 CPU·GPU로의 데이터 이동을 줄여 CPU·GPU에서 소모되는 전력을 줄여준다. 그 결과 기존 제품 대비 에너지 소모는 80% 가량 줄어든다. 이를 통해 제품이 들어가는 기기의 탄소 배출을 저감함으로써 ESG 경영 측면에서도 성과를 거둘 수 있다고 회사는 보고 있다.

SK하이닉스 솔루션 개발 담당 안현 부사장은 "SK하이닉스는 자체 연산 기능을 갖춘 PIM 기반의 GDDR6-AiM을 활용해 새로운 메모리 솔루션 생태계를 구축할 것"이라며, "앞으로도 회사는 사업 모델과 기술 개발 방향성을 지속적으로 진화시켜 나가기 위해 노력하겠다"고 말했다.