[위즈뉴스] 국내 연구진이 컴퓨터 구조 분야 국제학술대회에서 최우수논문상을 국내 최초로 수상했다.

KAIST(총장 이광형)는 21일, 전기및전자공학부 유민수 교수 연구팀이 국제 최우수 컴퓨터 아키텍처 학술대회 중의 하나인 ‘IEEE 국제 고성능 컴퓨터 구조 학회(IEEE International Symposium on High-Performance Computer Architecture, HPCA)’에서 최우수논문상(Best Paper Award)을 수상했다고 밝혔다.

이번 최우수논문상은 제출된 논문 410편 중에서 상위 1편에만 주어진 영예다.

논문명은 'Pathfinding Future PIM Architectures by Demystifying a Commercial PIM Technology'이며, 유민수 교수가 교신저자로, 현봉준 박사과정생이 제1저자로, 김태훈 박사과정생과 이동재 박사과정생이 공동저자로 참여했다.

논문은 사전출판(preprint)논문 공유 플랫폼인 '아카이브(arXiv)'에 3월 7일 자로 게재됐다.

연구팀의 유민수 교수는 “이번 성과를 바탕으로 앞으로의 연구 발전에 더욱 기여할 수 있도록 노력하겠다"고 수상 소감을 말했다.

연구팀은 이번 수상 논문을 통해 프랑스 기업 UPMEM 사의 상용화된 프로세싱-인-메모리(Processing-In-Memory, PIM) 기술을 기반으로 한 ‘유피뮬레이터(uPIMulator)’라는 시뮬레이션 프레임워크를 제안했다.

최근 주목받고 있는 챗GPT와 같은 대형 언어 모델(Large Language Model) 및 추천시스템은 많은 양의 메모리 대역폭을 요구하는 특성을 지닌다. 메모리 대역폭이란 메모리에서 한 번에 빼낼 수 있는 데이터의 양을 말한다. 기존의 CPU 및 GPU 기반 시스템은 물리적 한계로 인해 이러한 증가하는 메모리 대역폭의 수요를 충족시키는 데 있어 제약이 따른다. 

제한된 메모리 대역폭 문제를 해결하기 위해, 메모리 내부에 연산 장치를 통합하는 PIM 기술이 주목받기 시작했다. PIM 기술은 학계뿐만 아니라 산업계에서 각광을 받으며, 메모리 반도체와 인공지능 프로세서가 하나로 결합한 삼성전자의 HBM-PIM, SK 하이닉스의 생성형 AI 특화 가속기인 AiMX와 같은 PIM 프로토타입 제품의 공개뿐만 아니라, UPMEM 사의 UPMEM-PIM 제품을 통한 상용화 사례로 그 가능성을 입증하고 있다.

그러나 현재 PIM 기술은 CPU나 GPU와 같은 하드웨어 구조의 발전 수준에 비해 상대적으로 초기 단계에 머물러 있으며, 폭넓은 하드웨어 구조에 관한 연구가 요구된다. 다양한 하드웨어 설계 영역 탐색을 위해 하드웨어를 모사하는 시뮬레이터가 학계 및 산업계에서 자주 활용되지만, PIM을 위한 시뮬레이터 연구는 상대적으로 미비한 현실이다.

연구팀은 상용 PIM 기술, UPMEM-PIM 제품을 기반으로 한 설계 및 검증을 거친 시뮬레이터 개발을 통해 PIM의 성능, 견고성, 보안성을 개선할 수 있는 다양한 하드웨어 구조를 탐색했다. 이 연구는 실제 PIM 제품에 근거한 시뮬레이터를 통해 PIM 하드웨어 구조에 대한 상세한 분석 및 다양한 설계 방향성을 탐색하는 데 의의가 있으며, 개발된 시뮬레이터는 현재 오픈소스로 공개돼(https://github.com/VIA-Research/uPIMulator) 연구 및 개발 커뮤니티에 기여하고 있다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단, 정보통신기획평가원, 그리고 삼성전자의 지원을 받아 수행됐다.

정 현 기자 다른기사 보기