삼성전자, HBM-PIM 응용사례 공개… AI 메모리 제품군 확대

[테크월드뉴스=서유덕 기자] 삼성전자는 24일 온라인으로 개최된 반도체 학회 Hot Chips에서 지난 2월 개발한 HBM-PIM과 PIM 기술을 적용한 제품군, 응용사례를 공개했다.

삼성전자는 이날 학회에서 D램 모듈에 AI엔진을 탑재한 ‘AXDIMM(Acceleration DIMM)’, 모바일 D램과 PIM을 결합한 ‘LPDDR5-PIM’ 기술, HBM-PIM의 실제 시스템 적용 사례를 각각 소개했다.

AXDIMM은 PIM 기술을 칩단위에서 모듈단위로 확장한 것으로 D램 모듈에 인공지능 엔진을 장착한 제품이다. D램 모듈의 동작 단위인 각 Rank(메모리 칩으로 생성되는 데이터의 한 블록)에 AI엔진을 탑재해 병렬 처리를 극대화하고, AI엔진을 통해 D램 모듈 내부에서 연산을 수행할 수 있어 CPU와 D램 모듈 사이의 데이터 전송량을 절약해 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높인다. 또한 기존 D램 모듈에 탑재된 버퍼칩에 AI 엔진을 탑재하는 방식으로 기존 시스템 변경 없이 적용 가능하다.

현재 AXDIMM은 글로벌 고객사들의 서버 환경에서 성능 평가가 진행되고 있으며, 성능은 약 2배 향상, 시스템 에너지는 40% 이상 절감되는 것이 확인됐다.

삼성전자는 초고속 데이터 분석 영역뿐만 아니라 모바일 분야까지 PIM을 확대 적용한 ‘LPDDR5-PIM’ 기술도 공개했다. PIM 기술이 모바일 D램과 결합할 경우 데이터센터와 연결 없이 휴대폰 독자적으로 AI 기능을 수행할 수 있는 온디바이스(On-Device) AI의 성능과 에너지 문제를 해결할 수 있을 것으로 예상된다. 시뮬레이션 결과, 음성인식, 번역, 챗봇 등에서 2배 이상의 성능 향상과 60% 이상의 에너지 감소가 확인됐다.

또한 삼성전자는 지난 2월 공개한 HBM-PIM을 실제 시스템에 탑재한 검증 결과도 Hot Chips 학회에서 발표했다. 자일링스(Xilinx)에서 이미 상용화 중인 AI 가속기 시스템 버텍스 울트라스케일+(Virtex UltraScale+) 알베오(Alveo)에 HBM-PIM을 탑재했을 경우 기존 HBM2를 이용한 시스템 대비 성능은 약 2.5배 높아지고, 시스템 에너지는 60% 이상 감소됐다.

삼성전자 메모리사업부 DRAM 개발실의 김남승 전무는 “HBM-PIM은 업계 최초의 인공지능 분야 맞춤형 메모리 솔루션으로, 이미 고객사들의 AI 가속기에 탑재돼 상업적 성공의 가능성을 보였으며, 향후 표준화 과정을 거쳐 차세대 슈퍼컴퓨터와 인공지능용 HBM3, 온디바이스 AI용 모바일 메모리, 데이터센터용 D램 모듈로 확장할 예정”이라고 말했다.

삼성전자는 내년 상반기내 다양한 고객사들의 AI 가속기를 위한 PIM 기술 플랫폼의 표준화와 에코 시스템 구축을 완료하고, 인공지능 메모리 시장을 확대해 나갈 예정이다.