삼성전자, 인공지능 탑재 메모리 제품군 확대

PIM 기술 적용한 새 메모리 제품군 핫칩스학회서 공개

이윤혜 기자 2021.08.24 13:24:35

▲D램 모듈에 AI엔진을 탑재한 'AXDIMM' / 사진=삼성전자


삼성전자는 인공지능(AI) 엔진을 탑재한 메모리 반도체 제품군을 확대한다고 24일 밝혔다. 메모리와 시스템반도체의 융복합화를 주도하며, 다양한 글로벌 기업들과 협력을 통해 차세대 메모리 반도체 생태계를 빠르게 확대해 나간다는 계획이다.

삼성전자는 24일 온라인으로 개최된 '핫칩스(Hot Chips)학회'에서 지난 2월 업계 최초로 개발한 HBM-PIM 뿐만 아니라 PIM 기술을 적용한 다양한 제품군과 응용사례를 소개했다. 

삼성전자는 이날 학회에서 D램 모듈에 AI엔진을 탑재한 'AXDIMM(Acceleration DIMM)', 모바일 D램과 PIM을 결합한 'LPDDR5-PIM' 기술, HBM-PIM의 실제 시스템 적용사례를 소개했다.

AXDIMM은 PIM 기술을 칩단위에서 모듈단위로 확장한 것으로, D램 모듈에 AI 엔진을 장착한 제품이다. D램 모듈의 동작 단위인 각 랭크에 AI엔진을 탑재하고 병렬 처리를 극대화해 성능을 높이고, AI엔진을 통해 D램 모듈내부에서 연산이 가능해져 CPU와 D램 모듈간의 데이터 이동이 줄어들어 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다. 

또 기존 D램 모듈에 탑재된 버퍼칩에 AI 엔진을 탑재하는 방식으로 기존 시스템 변경 없이 적용이 가능하다.

현재 AXDIMM은 글로벌 고객사들의 서버 환경에서 성능 평가가 진행되고 있으며, 성능은 약 2배 향상, 시스템 에너지는 40% 이상 감소가 확인됐다.

삼성전자는 초고속 데이터 분석 영역뿐만 아니라 모바일 분야까지 PIM을 확대 적용한 'LPDDR5-PIM' 기술을 공개했다.
 
PIM 기술이 모바일 D램과 결합할 경우 데이터센터와 연결 없이 휴대폰 독자적으로 AI 기능을 수행할 수 있는 온-디바이스 AI의 성능과 에너지 문제를 효과적으로 해결할 수 있을 것으로 예상됐다. 시뮬레이션 결과, 음성인식, 번역, 챗봇 등에서 2배 이상의 성능 향상과 60% 이상의 에너지 감소가 확인됐다.

또 삼성전자는 지난 2월 공개한 HBM-PIM을 실제 시스템에 탑재한 검증 결과도 발표했다.

FPGA 개발업체인 미국 자일링스에서 이미 상용화 중인 AI 가속기 시스템에 HBM-PIM을 탑재할 경우 기존 HBM2를 이용한 시스템 대비 성능은 약 2.5배 높아지고, 시스템 에너지는 60% 이상 감소됨을 공개하며 참석자들의 큰 관심을 받았다.

삼성전자는 이와 같이 PIM이라는 혁신 기술을 D램 공정에 접목시켜 다양한 응용처에서 실제 성능과 에너지 효율이 대폭 향상됐음을 강조하며 PIM 기술이 빅데이터 시대의 새로운 메모리 패러다임이 될 것임을 강조했다. 

김남승 삼성전자 메모리사업부 DRAM 개발실 전무는 "HBM-PIM은 업계 최초의 AI 분야 맞춤형 메모리 솔루션으로, 이미 고객사들의 AI 가속기에 탑재돼 평가되고 있어 상업적 성공의 가능성을 보였으며, 향후 표준화 과정을 거쳐 차세대 슈퍼컴퓨터 및 AI용 HBM3, 온디바이스(On-Device) AI용 모바일 메모리 및 데이터센터용 D램 모듈로 확장할 예정"이라고 말했다.

아룬 바라다라잔 라자고팔 자일링스 상품기획 시니어 디렉터는 "자일링스는 버텍스 울트라스케일(Virtex UltraScale)+ HBM 제품군을 시작으로 데이터센터, 네트워킹, 실시간 신호처리 애플리케이션을 위한 고성능 솔루션을 지원하기 위해 삼성전자와 협력하고 있으며, 최근 새롭고 흥미로운 버살(Versal) HBM 시리즈 제품을 선보였다"며 "AI 응용 분야에서 HBM-PIM의 성능과 에너지 효율 향상을 위한 시스템 평가를 위해 삼성전자와 지속 협력할 것"이라고 말했다.

삼성전자는 내년 상반기 다양한 고객사의 AI 가속기를 위한 PIM 기술 플랫폼 표준화와 에코 시스템 구축을 완료해 AI 메모리 시장을 확대해 나갈 예정이다.

이윤혜 기자 dbspvpt@datanews.co.kr

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