삼성전자, 인간 뇌 닮은 '인-메모리 컴퓨팅' 세계 최초 구현
삼성전자, 인간 뇌 닮은 '인-메모리 컴퓨팅' 세계 최초 구현
  • 김준희 기자
  • 승인 2022.01.13 11:51
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저장과 연산 동시에 수행…차세대 저전력 AI칩 제작 등에 활용

[서울이코노미뉴스 김준희 기자] 삼성전자가 사람의 뇌를 닮은 차세대 인공지능(AI) 반도체 기술을 세계 최초로 구현했다. 뇌처럼 저장과 연산, 즉 기억과 계산을 동시에 수행하는 기술 개발에 성공한 것이다.

삼성전자는 13일 자기저항 메모리(MRAM) 기반의 ‘인-메모리((In-Memory) 컴퓨팅’을 세계 최초로 구현하고, 연구 결과를 학술지 네이처에 게재했다고 밝혔다. 

인-메모리 컴퓨팅은 메모리 내에서 데이터의 저장뿐 아니라 연산까지 수행하는 최첨단 칩 기술이다. 기존 컴퓨터는 데이터의 저장을 담당하는 메모리 칩과 데이터의 연산을 책임지는 프로세서 칩을 따로 나눠 구성한다. 

메모리 내 대량의 정보를 이동 없이 메모리 내에서 병렬 연산하기 때문에 전력 소모가 현저히 낮아, 차세대 저전력 인공지능(AI) 칩을 만드는 유력한 기술로 주목받고 있다는 설명이다.

삼성전자 관계자는 “이번 연구는 시스템 반도체 공정과 접목해 대량 생산이 가능한 비휘발성 메모리인 MRAM을 세계 최초로 인-메모리 컴퓨팅으로 구현하고, 차세대 저전력 AI 칩 기술의 지평을 확장했다는데 큰 의미가 있다”고 밝혔다.

그동안 저항 메모리(RRAM), 상변화 메모리(PRAM) 소자를 활용한 인-메모리 컴퓨팅 기술은 구현된 적이 있지만, MRAM을 기반으로 한 것은 삼성전자가 처음이다.

업계 관계자는 “삼성이 세계 최초로 MRAM 기반 인-메모리 컴퓨팅을 구현함으로써 인-메모리 소자 후보군의 마지막 퍼즐을 맞추는 동시에 소자 영역을 확대한 것”이고 말했다. 

왼쪽부터 삼성전자 종합기술원의 정승철 전문연구원, 함돈희 펠로우, 김상준 마스터./삼성전자 제공

관련 업계에서는 현재 개발 중인 여러 차세대 메모리 소자 중에서 MRAM이 중‧장기적으로 D램을 대체하는 유력한 기술이 될 것으로 보고 있다.

이번 연구는 정승철 삼성전자 종합기술원 전문연구원이 제1저자로, 함돈희 종합기술원 펠로우(하버드대 교수)와 김상준 종합기술원 마스터가 공동 교신저자로 참여했다. 삼성전자 종합기술원, 반도체연구소, 파운드리사업부 연구원들도 공동으로 연구에 참여했다.

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

또한 새로운 구조의 MRAM 칩을 인-메모리 컴퓨팅으로 활용할 뿐 아니라, 생물학적 신경망을 다운로드하는 뉴로모픽 플랫폼으로 활용할 수 있는 가능성도 제시했다. 

정승철 전문연구원은 “인-메모리 컴퓨팅은 메모리와 연산이 접목된 기술로, 기억과 계산이 혼재돼 있는 사람의 뇌와 유사하다”면서 “이번 연구가 향후 실제 뇌를 모방하는 ‘뉴로모픽 기술’의 연구와 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다.


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