MRAM 기반 데이터 저장과 연산까지 수행

정승철 삼성전자 전문연구원
정승철 삼성전자 전문연구원

[현대경제신문 하지현 기자] 삼성전자는 자기저항메모리(MRAM)를 기반으로 한 '인-메모리 컴퓨팅'을 세계 최초로 구현하고 세계적인 학술지 네이처에 게재했다고 13일 밝혔다.

연구는 정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 제1저자로, 함돈희 종합기술원 펠로우 및 하버드대학교 교수와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 참여했다. 삼성전자 종합기술원과 반도체연구소, 파운드리사업부 연구원들도 공동으로 연구에 참여했다.

기존 컴퓨터는 데이터의 저장을 담당하는 메모리 칩과 데이터의 연산을 책임지는 프로세서 칩을 따로 나눠 구성한다.

인-메모리 컴퓨팅은 메모리 내에서 데이터의 저장뿐 아니라 데이터의 연산까지 수행하는 칩 기술이다. 메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 낮아 차세대 저전력 AI 칩을 만드는 기술로 주목받고 있다.

저항메모리(RRAM)와 상변화메모리(PRAM) 등 비휘발성 메모리를 활용한 인-메모리 컴퓨팅의 구현은 지난 수년간 전 세계적으로 주목받는 연구 주제였다.

다른 비휘발성 메모리인 MRAM은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠른 장점에도 낮은 저항값으로 전력 이점이 크지 않아 인-메모리 컴퓨팅으로 구현되지 못했다.

삼성전자 연구진은 이같은 MRAM의 한계를 기존의 전류 합산 방식이 아닌 새로운 개념의 저항 합산 방식의 인-메모리 컴퓨팅 구조를 제안해 저전력 설계에 성공했다.

연구진은 MRAM 기반 인-메모리 컴퓨팅 칩의 성능을 인공지능 계산에 응용해 숫자 분류에서는 최대 98%, 얼굴 검출에서는 93%의 정확도로 동작하는 것을 검증했다.

연구진은 새로운 구조의 MRAM 칩을 인-메모리 컴퓨팅으로 활용할 뿐 아니라 생물학적 신경망을 다운로드하는 뉴로모픽 플랫폼으로의 활용 가능성도 제안했다.

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

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