◆…사진제공:삼성전자(정승철연구원)
삼성전자 연구진이 MRAM(자기저항메모리) 기반 인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅을 세계 최초로 구현, 연구 결과를 '네이처(Nature)'에 게재했다.
삼성전자 종합기술원 정승철 전문연구원이 제1 저자로, 함돈희 종합기술원 펠로우 및 하버드대학교 교수와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로, 그리고 종합기술원, 반도체연구소, 파운드리 사업부 연구원들이 공동으로 연구에 참여했다.
기존 컴퓨터는 데이터의 저장을 담당하는 메모리 칩과 데이터의 연산을 책임지는 프로세서 칩을 따로 나누어 구성하는 반면 인-메모리 컴퓨팅은 메모리 내에서 데이터의 저장과 연산까지 수행하는 최첨단 칩 기술이다.
메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 현저히 낮아 차세대 저전력 인공지능(AI) 칩을 만드는 유력한 기술로 주목받고 있으며 RRAM(저항 메모리, Resistive RAM)과 PRAM(상변화 메모리, Phase-change RAM) 등 비휘발성 메모리를 활용한 인-메모리 컴퓨팅은 지난 수년간 전 세계적인 연구 주제였다.
또 다른 비휘발성 메모리인 MRAM은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠른 장점에도 불구하고, 낮은 저항값 특성으로 인해 인-메모리 컴퓨팅에 적용해도 전력 이점이 크지 않아 컴퓨팅으로 구현되지 못했다.
삼성전자 연구진은 이러한 MRAM의 한계를 기존의 전류 합산 방식이 아닌 새로운 개념의 저항 합산 방식의 인-메모리 컴퓨팅 구조를 제안함으로써 저전력 설계에 성공했으며 칩의 성능을 인공지능 계산에 응용해 숫자 분류에서는 최대 98%, 얼굴 검출에서는 93%의 정확도로 동작하는 것을 검증했다.
이번 연구는 시스템 반도체 공정과 접목해 대량생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현하고, 차세대 저전력 AI 칩 기술의 지평을 확장했다는데 큰 의미가 있다.
삼성전자는 초격차 메모리 기술 역량을 시스템 반도체 기술과 접목하여, 차세대 컴퓨팅 및 인공지능 반도체 분야에서 지속적으로 기술 리더십을 확장해 나갈 계획이다.
