메모리가 연산도…삼성전자, M램 인-메모리 컴퓨팅 세계 최초 구현

윤상호 2022.01.13 09:46:13

- 학술지 ‘네이처’ 게재…차세대 AI칩 개발 새 지평 열어

[디지털데일리 윤상호 기자] 메모리반도체가 저장뿐 아니라 연산까지 하는 시대가 온다. 저전력 인공지능(AI) 반도체 구현 핵심 기술을 삼성전자가 세계 최초로 구현했다.

삼성전자는 12일(현지시각) 영국 학술지 네이처에 ‘M램(Magnetoresistive Random Access Memory, 자기저항메모리) 기반 인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅 기술과 관련한 논문(A crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing)을 게재했다고 13일 밝혔다.

인-메모리 컴퓨팅은 메모리에서 연산까지 수행하는 기술이다. 지금까지 컴퓨팅은 저장은 메모리 연산은 시스템반도체가 하도록 이뤄져 있다. 인-메모리 컴퓨팅은 데이터가 오가는 과정을 생략해 전력 소모를 줄일 수 있다. 메모리 내에서 병렬 연산한다.

이 때문에 M램을 비롯 R램(Resistive RAM, 저항메모리)과 P램(Phase-change RAM, 상변화메모리) 등 비휘발성 메모리를 활용한 인-메모리 컴퓨팅은 세계적으로 관심이 높은 연구 주제다. 특히 차세대 저전력 AI칩 등에서 주목하고 있다.

M램은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠르지만 저항값이 낮아 인-메모리 컴퓨팅으로 얻을 수 있는 장점이 상대적으로 크지 않다고 여겨졌다. 삼성전자는 ’저항 합산‘이라는 새로운 개념으로 단점을 극복했다. AI 계산에서 숫자 분류 최대 98% 얼굴 검출 최대 93% 정확도를 검증했다. 시스템반도체 공정과 접목 대량 생산 길도 열었다. 삼성전자는 생물학적 신경망을 다운로드하는 뉴로모픽 플랫폼으로의 활용 가능성도 제안했다.

이번 연구는 삼성전자 종합기술원 정승철 전문연구원<사진>이 제1저자로 함돈희 종합기술원 펠로우 및 하버드대학교 교수와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 참여했다. 삼성전자 ▲종합기술원 ▲반도체연구소 ▲파운드리사업부 연구원도 동참했다.

정승철 전문연구원은 “인-메모리 컴퓨팅은 메모리와 연산이 접목된 기술로 기억과 계산이 혼재돼 있는 사람의 뇌와 유사한 점이 있다”라며 “이번 연구가 향후 실제 뇌를 모방하는 뉴로모픽 기술의 연구 및 개발에도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다.