[기사 요약] KAIST가 개발한 세계 최초 트리플-모드 셀 PIM 반도체

 

AI 기반 PIM 반도체 기술. / 사진 출처 = 카이스트(KAIST·한국과학기술원)

 

카이스트는 이번 연구에서 세계 최초로 하나의 셀이 연산기, 메모리, 데이터 변환기 기능을 동시 지원하는 트리플-모드 셀 반도체 '다이나플라지아(DynaPlasia)'를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.

다이나플라지아(DynaPlasia)는 D 램 메모리 셀 내부에 직접 연산기를 집적해 AI 연산을 수행하는 PIM(Processing-In-Memory) 반도체로, 연산 필요에 맞춰 하드웨어 구조를 형성하는 동적 코어 형성 아키텍처다. 기존 아날로그형 PIM 반도체보다 효율성이 2.5배가량 높다.

PIM은 칩 내부에 메모리와 연산기를 집적한 반도체로,  메모리와 프로세서가 분리되어 있는 컴퓨팅 구조(폰 노이만 구조)에서 발생하는 병목 현상과 과다 전력 소모 문제를 해소해 준다. 

그러나 기존 PIM은 대부분 셀 하나에 8개 이상의 트랜지스터가 필요하거나, 연산기를 메모리 셀 어레이(array)의 외부에 근접하게 배치하는 디지털 PIM 방식을 사용한다. 이는 데이터 병목현상 문제는 해결하나 연산 성능은 올리지 못한다.

다이나플라지아(DynaPlasia)는 3개의 트랜지스터만으로 셀을 구성하고, 기존 디지털 PIM 방식 대비 약 300배 높은 병렬성으로 15배 높은 데이터 처리량을 나타낸다.

개발을 주도한 유회준 KAIST 전기, 전자공학부 교수는 ‘아날로그형 PIM은 높은 연산 효율성과 병렬성을 보이지만, 기존의 D램-PIM에서 누설 전류의 영향으로 병렬성을 유지하며 고효율 아날로그 연산을 하는 것이 어렵다'고 설명했다.

또한 '이번 연구는 기존 AI 반도체가 가지고 있던 메모리 병목현상을 해소할 뿐만 아니라, 높은 처리량과 가변성을 갖는 고 메모리 용량"이라며 "최근 더욱 거대해지고 다양해지는 AI 모델에서도 높은 성능을 보일 수 있을 것'이라고 말했다.

 

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https://n.news.naver.com/mnews/article/003/0011741796?sid=105

D램을 AI반도체로?…세계 최초 트리플-모드 셀 PIM반도체 나왔다

 

https://n.news.naver.com/mnews/article/008/0004861850

尹 강조한 AI 반도체 첫 성과…카이스트, 트리플모드셀 PIM 개발