[뉴스토마토 이명신 기자]
삼성전자(005930)가 최근 차세대 인공지능(AI) 메모리로 꼽히는 프로세싱인메모리(PIM) 전용 시뮬레이터를 개발했습니다. 특히 온디바이스 AI 분야에서 저전력 D램(LPDDR) 기반 PIM이 사용될 것으로 기대되는 가운데, 삼성전자가 지속적인 연구개발(R&D)로 차세대 메모리 시장 선점을 위한 기술력 확보에 나서는 모습입니다.
10일 업계에 따르면 삼성전자 연구진은 최근 7세대 저전력 D램(LPDDR5X) 기반 PIM 시뮬레이터인 ‘LP5X-PIM Sim’을 학계에 공개했습니다. 해당 시뮬레이터는 삼성전자의 LPDDR5X 기반 PIM 구조를 반영한 전용 검증 플랫폼으로, 하드웨어와 소프트웨어를 통합해 실제 동작 환경에 가깝게 구현한 것이 특징입니다.
PIM은 메모리 내부에 연산 장치를 통합한 차세대 지능형 메모리 반도체입니다. 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)의 데이터 연산에 더해 메모리의 보조 연산이 이뤄진다면, GPU로 이동하는 데이터 규모가 줄어 대역폭을 넓히지 않고도 시스템 속도를 높일 수 있습니다. 아울러 데이터 이동에 전력 소모가 큰 만큼, 데이터 이동량이 줄면 전력 효율도 끌어올릴 수 있습니다.
삼성전자 연구진은 메모리 구조를 모사하는 하드웨어 모델뿐 아니라 데이터 배치와 연산 제어를 담당하는 ‘PIM 커널’을 함께 구현해 실제 시스템 수준의 검증을 가능하도록 설계했습니다. 삼성전자 연구진은 동일한 LPDDR5X 환경에서 PIM을 활성화한 결과, AI 추론에 활용되는 GEMV(행렬-벡터 곱셈) 연산에서 최대 6.2배 수준의 성능 향상을 보였다고 설명했습니다.
다만 이는 시뮬레이션 환경에서 도출된 결과로 실제 제품 수준의 성능을 의미하는 것은 아닙니다. 연구진은 구체적인 LPDDR5X-PIM 아키텍처와 회로 설계를 향후 공개할 예정입니다.
업계에서는 삼성전자가 차세대 메모리 시장을 선점하기 위해 개발 체계를 구축했다는 데 의미가 있다고 평가합니다. 반도체 업계 관계자는 “제품을 출시하기 위해선 시뮬레이션처럼 프로그램을 통해 문제가 없는지 제품을 철저하게 검증하는 절차가 필요하다”며 “차세대 제품 개발의 중간 단계”라고 설명했습니다.
특히 대역폭과 전력이 제한적인 온디바이스 AI 환경에서 전력 효율과 성능을 끌어올릴 수 있는 LPDDR 기반 PIM의 활용 가능성이 높을 것으로 예상됩니다. 삼성전자는 지난 2021년 세계 최초로 고대역폭메모리(HBM)에 PIM을 결합해 ‘HBM-PIM’을 선보였으며, AI 엔진을 탑재한 모듈형 제품 ‘AXDIMM’과 이를 모바일용으로 확장한 ‘LPDDR-PIM’ 등을 개발해 왔습니다. 현재 삼성전자는 LPDDR5X 기반 PIM을 고객사와 개발 중이며, 올해 하반기 샘플을 공급할 전망입니다.
업계 관계자는 “아직 PIM 시장이 활성화된 것은 아니다 보니, 차세대 제품을 개발하고 검증하기 위해 지속적인 논의가 이뤄지고 있는 것”이라며 “회사마다 다른 전략을 갖고 제품 개발과 협업 등을 통해 새로운 시도를 하는 중”이라고 했습니다.
이명신 기자 sin@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.
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