저전력 AI·뉴로모픽 칩 기술 지평 확장
[하비엔=윤대헌 기자] 삼성전자는 자사 연구진이 MRAM(자기저항메모리)을 기반으로 한 인-메모리(In-Memory) 컴퓨팅을 세계 최초로 구현했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’에 게재됐다.
정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 제1저자로 참여한 이번 연구는 함돈희 종합기술원 펠로우 및 하버드대학교 교수와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 이름을 올렸다. 또 삼성전자 종합기술원과 반도체연구소, 파운드리사업부 연구원이 동참했다.
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| ▲ 정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원. [사진=삼성전자] |
인-메모리 컴퓨팅은 데이터 저장용 메모리 칩과 연산용 프로세서 칩이 따로 구성된 기존 제품과 달리 이를 하나의 메모리에서 수행하는 최첨단 칩 기술이다. 특히 메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 낮아 차세대 저전력 인공지능(AI) 칩을 만드는 유력한 기술로 주목받고 있다.
비휘발성 메모리인 MRAM은 데이터 안정성이 높고 속도가 빠르지만, 낮은 저항값을 갖는 특성으로 인해 인-메모리 컴퓨팅에 적용해도 전력 이점이 크지 않아 그동안 인-메모리 컴퓨팅으로 구현되지 못했다.
이에 MRAM의 한계를 기존 ‘전류 합산’ 방식이 아닌 새로운 개념의 ‘저항 합산’ 방식의 인-메모리 컴퓨팅 구조를 제안함으로써 저전력 설계에 성공했다는 것이 삼성전자 측의 설명이다.
연구진은 MRAM 기반 인-메모리 컴퓨팅 칩의 성능을 인공지능 계산에 응용해 숫자 분류에서는 최대 98%, 얼굴 검출에서는 93%의 정확도로 동작하는 것을 검증했다.
삼성전자 관계자는 “이번 연구는 시스템 반도체 공정과 접목해 대량 생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현했다”며 “이는 차세대 저전력 AI 칩 기술의 지평을 확장했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다.
이번 새로운 구조의 MRAM 칩은 인-메모리 컴퓨팅 활용은 물론 생물학적 신경망을 다운로드하는 뉴로모픽 플랫폼으로도 활용될 수 있다는 점에서 더욱 관심을 모은다.
정승철 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 것이다”라고 말했다.
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