サムスン電子、AIエンジン内臓メモリを開発…HBM-PIM技術



サムスン電子は17日、データ保存と演算を同時に処理できるインテリジェントなメモリ半導体の開発に世界初で成功したと明らかにした。データ保存のみ可能だったメモリー半導体に人工知能(AI)エンジンを搭載し、一部の演算機能までを独自処理できるようにしたもので、業界ではメモリー半導体のパラダイムを変えるものと期待している。

一般的に、半導体は保存機能を担当するメモリー半導体と演算機能を持つシステム半導体に区分される。

「フォン・ノイマン型」と呼ばれる既存のコンピュータアーキテクチャでは使用者が機器に作業を入力すると、CPU(中央処理装置)などのシステム半導体がメモリ半導体からコマンドを読み込んで実行し、その結果を再び記憶装置に保存する作業を順次進めている。この過程でシステム半導体とメモリ半導体がやりとりするデータが多くなると処理が遅延する現象(フォンノイマンボトルネック)が発生する。

特に最近は人工知能技術と大容量データセンターなどの活用が拡大されつつ、処理するデータの量が指数関数的に増え、これらの問題はますますより大きく浮上すると予想される。

これに対してサムスン電子はDRAM分野で蓄積されたプロセスのノウハウを土台に、メモリ半導体に人工知能プロセッサを搭載した。メモリー半導体が一部の演算を処理できるようになり、システム半導体とやり取りするデータの量を減らすことができるわけだ。メモリとシステム半導体間のデータ移動量が減少すれば、データ転送のボトルネックも解決されるものと期待される。

サムスン電子はHBM-PIM技術を、近年は半導体分野で世界最高の権威の学会に選ばれるISSCC(国際固体素子回路会議)で論文を通じて公開した。 HBMは高帯域幅のメモリ(High Bandwidth Memory)を意味し、PIM(Processing-in-Memory)はメモリ内に演算処理に必要なプロセッサ機能を加えた次世代新概念の融合技術だ。

サムスン電子によると、従来の人工知能システムにHBM-PIMを適用した場合、これまでのHBM2を使用した場合よりも性能が2倍以上も向上する。またシステムが消費するエネルギーは70%以上も減少する。

業界では次世代の半導体市場であるAI半導体やデータセンターなどに、PIM技術が広く活用されることを期待している。 AI技術の活用度を高めるためには、莫大なデータの処理・解析が要求されるからだ。

また最近になって需要が急増しているサーバー用半導体市場では、電力消費量が重要な考慮要素として浮上している点も新しいメモリ半導体需要の展望を明るくする。 40万台のサーバーを管理するデータセンターが消費する電力消費量は、人口20万人の都市の総電力消費量と匹敵するほど消費電力が大きいためだ。特にこれらのデータセンターの電力消費の約40%は、メインメモリで消費されることが知られている。
  • 毎日経済 パク・チェヨン記者 | (C) mk.co.kr
  • 入力 2021-02-17 18:02:17