메모리반도체에 AI 연산기능 결합… SK하이닉스도 차세대 메모리 성공

연산처리속도 16배 빨라져… ‘제2 D램 신화’ 본격 경쟁

SK하이닉스가 메모리반도체에 연산 기능을 더한 차세대 인공지능(AI) 메모리반도체 개발에 성공했다. 삼성전자에 이어 ‘제2의 D램 신화’를 이어갈 것으로 촉망받는 AI 반도체 시장에 본격 진출한 것이다.

SK하이닉스는 연산 기능을 갖춘 차세대 메모리반도체인 PIM(Processing-In-Memory)을 개발했다고 16일 밝혔다. 메모리반도체는 기존에 중앙처리장치(CPU)를 위한 데이터 기억장치로만 존재했다. 메모리에서 직접 AI 연산을 하면 속도가 빨라지고 에너지는 덜 든다.

SK하이닉스는 PIM이 적용된 첫 제품으로 ‘GDDR6-AiM’(사진) 샘플을 개발했다. 일반 D램 대신 이 제품을 CPU, 그래픽처리장치(GPU)와 함께 장착하면 연산에 따라 최대 16배까지 속도가 빨라질 수 있다. 기존 전압인 1.35V보다 낮은 1.25V에서 구동되고 메모리와 CPU 및 GPU 사이에 오가던 데이터 이동량을 줄여 에너지 소모량이 80%가량 줄어든다.

SK하이닉스는 이달 말 미국 샌프란시스코에서 열리는 반도체 분야 세계 최고 권위 학회인 ‘2022 ISSCC’에서 PIM 개발 성과를 공개할 예정이다. 이 기술이 진화하면 스마트폰 등에서 메모리반도체가 CPU 대신 중심 역할을 하는 ‘메모리 센트릭(Memory Centric) 컴퓨팅’도 가능해질 것으로 SK하이닉스는 전망했다.

AI 반도체는 방대한 데이터를 학습하고 분석하는 고성능 반도체 제품을 폭넓게 이르는 말이다. 모바일 디바이스, 자율주행자동차, 가상현실(VR), 증강현실(AR) 등의 확대로 향후 AI 반도체 수요는 폭발적으로 커질 것으로 전망된다. 지난해 2월 삼성전자가 세계 최초로 AI 메모리반도체 ‘HBM-PIM’ 개발에 성공한 바 있다.

과학기술정보통신부에 따르면 글로벌 AI 반도체 시장 규모는 2030년 3769억 달러(약 451조 원)까지 늘어날 것으로 관측된다. 이 시장을 선점하기 위해 정부는 2028년까지 총 4027억 원의 예산을 투입할 예정이다.