윤종혁 대구경북과학기술원(DGIST) 정보통신융합전공 교수가 차세대 인공지능(AI) 프로세서 관련 연구 성과를 세계적으로 인정받았다. 세계 3대 반도체 학회인 '2021 IEEE CICC'에서 '베스트 레귤러 페이퍼 어워드(Best regular paper award)'를 수상했다. 반도체 회로 설계 분야 최우수 국제학술지인 'IEEE Journal of Solid-State circuits'의 특별호(Special issue)에 초청되기도 했다.
윤 교수는 이번 연구를 통해 파운드리 1위 업체 대만 TSMC의 R램(Resistive RAM) 공정을 적용해 PIM(Processing In Memory) 연산프로세서를 개발했다. TSMC의 R램 공정으로 만들어진 PIM 연산프로세서는 이번이 처음이다. 연구는 미 조지아공대, TSMC와 공동으로 진행했다.
이번 연구는 단일 비트 R램 기반 PIM 구조를 벗어났다는 점에 의미가 크다. 이 PIM 구조는 다중 비트 R램을 지원하기 어려운 한계가 있었다. 윤 교수는 이번 연구에서 새로운 PIM 구조를 제안함으로써 다중 비트 R램으로의 확장을 이뤘다.
다중 비트 R램은 메모리 용량을 같은 면적 대비 크게 증가시킬 수 있다. 그만큼 높은 수준의 AI 시스템 구현이 가능하다.
PIM은 메모리 내부에 연산 작업을 하는 AI 프로세서를 융합한 지능형 반도체다. AI 기술 발전에 필요한 핵심 반도체로 꼽힌다. 메모리와 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU)가 서로 데이터를 주고받는 기존 폰노이만 방식과 달리 메모리에서 자체적으로 데이터 연산을 할 수 있다. 메모리와 CPU·GPU 간 데이터 이동이 적어 연산처리 속도가 빠르다. 전력 소모량도 최대 30배 아낄 수 있다.
정부는 PIM 반도체 개발에 필요한 예산을 내년도에 반영하겠다고 7월 1일 밝혔다. PIM 개발을 위해 ▲프로세서·로직-메모리가 결합된 PIM 칩 구조개발 ▲설계공정 개발 ▲PIM 융합 신소자 개발 ▲관련 인력양성 등을 추진할 예정이다. 예산은 1조원 규모가 투자된다.
윤 교수는 "국내에 관심이 높은 PIM 연구 분야에서 앞으로도 좋은 성과를 낼 수 있도록 계속해서 연구에 전념할 생각"이라고 말했다.
AI타임스 김동원 기자 goodtuna@aitimes.com
