KAIST 연구팀, 기존 대비 11배 향상 PIM반도체 개발

기존 시스템에 비해 성능이 최대 11배나 향상된 반도체가 국내 연구진들에 의해 개발됐다.

카이스트는 김동준 전기및전자공학부 교수 연구팀은 PIM 반도체의 통신 성능을 비약적으로 향상하는 기법을 개발했다고 19일 밝혔다. 미국 노스이스턴대와 보스턴대, 스페인 무르시아대의 연구진과 공동연구를 통해서다.

연구팀은 기존 PIM 반도체의 메모리 내부 연산 장치 간 통신 구조의 한계를 밝혔는데 메모리 내부에 존재하는 데이터 이동을 위한 구조를 최대한 활용하면서 각 연산장치를 직접적으로 상호 연결하는 ‘인터커넥션 네트워크 구조’를 적용해 PIM 반도체의 통신 성능을 극대화하는 기법을 제안했다. 인터커넥션 네트워크는 다중 연산 장치를 포함하는 대규모 시스템 설계에 쓰이는 연산 장치 간 연결 구조다.

아울러 연구팀은 인터커넥션 네트워크를 통해 PIM 반도체를 위한 연산 과정 중 통신 처리와 관련, CPU의 개입을 최소화했다. 또한 PIM 반도체 시스템의 전체적인 성능과 활용성을 높이고 특화된 인터커넥션 네트워크 구조를 개발했다.

김동준 교수는 “데이터 이동을 줄이는 것은 PIM을 포함한 모든 시스템 반도체에서 핵심적인 요소”라며 “PIM은 컴퓨팅 시스템의 성능과 효율성을 향상할 수 있지만 PIM 연산장치 간 데이터 이동으로 성능 확장성이 제약될 수 있어 응용 분야가 제한적인 만큼 PIM 인터커넥트가 이에 해법이 될 수 있다”고 밝혔다.

이번 연구 결과는 오는 3월 ‘2025 미국전기전자공학회(IEEE) 고성능 컴퓨터 아키텍처 국제 심포지엄’에서 발표될 예정이다.

김혜진 기자 hjkim@kmjournal.net