'저장·연산' 같이 한다…SK하이닉스, 차세대 메모리반도체 PIM 개발

데이터 처리 속도 극대화…에너지 소모 80% 줄여
PIM 적용 시제품 세계 최고 권위 학회서 공개 예정

[아시아경제 이혜영 기자]SK하이닉스가 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리반도체(PIM·Processing-In-Memory)를 개발했다고 16일 밝혔다. SK하이닉스는 저장과 연산 기능을 모두 탑재한 차세대 반도체 개발을 가속화, 메모리 영역의 한계를 뛰어 넘은 융복합 솔루션 생태계를 구축해나갈 계획이다.

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 비메모리반도체인 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)가 담당한다는 것이 일반적인 인식이었다. 그러나 최근 들어 글로벌 반도체 기업들이 메모리와 시스템반도체 간 영역을 깬 융복합 제품들을 잇달아 내놓으며 기술 경쟁이 치열해지는 양상이다.

SK하이닉스도 메모리반도체 영역을 확장하기 위해 차세대 스마트 메모리 제품을 꾸준히 연구해왔고, 이번에 첫 결과물을 선보이게 됐다.

SK하이닉스는 우선 이달 말 미국 샌프란시스코에서 열리는 반도체 분야 세계 최고권위 학회인 '2022 국제고체회로학술회의(ISSCC)'에서 PIM 개발 성과를 공개할 예정이다. 향후 이 기술이 진화하면 스마트폰 등 정보통신기술(ICT) 기기에서 메모리반도체가 중심적인 역할을 하는 '메모리 센트릭 컴퓨팅'도 가능해질 것으로 업계는 전망하고 있다.

이와 함께 SK하이닉스는 PIM이 적용된 첫 제품으로 'GDDR6-AiM' 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. 향후 GDDR6-AiM은 머신러닝과 고성능 컴퓨팅, 빅데이터 연산과 저장 등에 활용될 전망이다.

특히 이 제품은 GDDR6의 기존 동작 전압인 1.35V보다 낮은 1.25V에서 구동된다. 또 자체 연산을 하는 PIM이 CPU·GPU로의 데이터 이동을 줄여 소모 전력을 줄여준다. 이에 따라 기존 제품 대비 에너지 소모를 80% 가량 줄일 수 있다.

SK하이닉스는 이를 통해 제품이 들어가는 기기의 탄소 배출을 저감, ESG(환경·사회·지배구조) 경영 효과도 거둘 것으로 보고 있다.

SK하이닉스는 지능형 반도체 등 메모리 영역 확대를 위해 기술 개발 속도를 한층 높여 나갈 전망이다. 이를 위해 최근 SK텔레콤에서 분사한 AI 반도체 기업인 사피온(SAPEON)과 협력, GDDR6-AiM과 AI 반도체를 결합한 기술을 선보일 계획이다.

류수정 사피온 대표는 "인공 신경망 데이터 활용이 최근 급속도로 늘어나 이러한 연산 특성에 최적화한 컴퓨팅 기술이 요구된다"며 "양사의 기술을 융합해 데이터 연산·비용·에너지 사용 측면에서 효율성을 극대화할 것"이라고 말했다.

안현 SK하이닉스 솔루션개발담당 부사장은 "SK하이닉스는 자체 연산 기능을 갖춘 PIM 기반의 GDDR6-AiM을 활용해 새로운 메모리 솔루션 생태계를 구축할 것"이라며 "사업모델과 기술개발 방향성을 지속적으로 진화시켜 나가기 위해 노력하겠다"고 말했다.

이혜영 기자 hey@asiae.co.kr