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"모바일 기기 성능 2배 이상 향상"··· 데이터 저장·처리하는 ReRAM 개발

2017.01.19 Lucas Mearian  |  Computerworld
싱가포르와 독일의 컴퓨터 과학자들이 데이터를 저장하는 것은 물론 마치 컴퓨터 프로세서처럼 데이터를 처리할 수도 있는 메모리 칩을 개발하는 데 성공했다. 이번 성과는 'ReRAM(Resistive switching Random Access Memory)'으로 알려진 첨단 메모리 칩을 이용한 것으로, 이를 활용하면 모바일 기기를 더 빠르고 얇게 만들 수 있다.


Image Credit: CROSSBAR

오늘날의 컴퓨터는 연산작업을 위해 데이터를 반드시 메모리 저장소에서 프로세서 유닛으로 전송해야 한다. 이 과정에서 성능이 떨어지고 많은 전력을 소모한다. 싱가포르 난양 기술 대학(NTU)의 조교수 아누팜 채토파디에이는 "이는 마치 아주 작은 번역기를 통해 긴 대화를 나누는 것과 같다. 많은 시간과 노력이 드는 과정이다. 그래서 우리는 이 번역기의 성능을 높여 데이터를 더 효과적으로 처리할 수 있게 했다"라고 말했다.

연구팀에 따르면, 이 새로운 칩은 스토리지와 프로세서 간의 데이터 전송 과정을 없애 시간과 전력 소모를 줄였다. 이를 이용하면 노트북과 모바일 기기의 프로세서 속도를 최소 2배 이상 빠르게 할 수 있다. 또한, 메모리 칩이 컴퓨팅 작업을 수행할 수 있으므로, 기기에서 프로세서를 제거하고 그 공간만큼 기기를 더 작고 가볍게 만들 수 있다. 소비자용 가전과 웨어러블 기기를 완전히 새롭게 디자인하는 것도 가능하다고 연구팀은 설명했다.

NTU 연구팀은 이 새로운 칩을 개발하기 위해 독일 RWTH 아헨 대학, 독일 국가 핵육합 연구소(Forschungszentrum Juelich) 등과 협력해 왔다. 이번 연구는 사이언티픽 리포트에 게재됐다.

'멤리스터(memristor)'라고도 알려진 ReRAM은 샌디스크와 파나소닉 같은 유명 칩 제조업체가 먼저 개발을 시작했다. 현존하는 가장 빠른 메모리 제품 중 하나로, 사물인터넷(IoT) 애플리케이션용으로는 이미 판매되고 있다. 지난 2015년에는 HP와 샌디스크가 SCM(Storage Class Memory) ReRAM을 공동 개발한다고 발표하기도 했다. 기존의 DRAM을 대체하고 NAND 플래시보다 1000배 이상 빠른 제품을 만드는 것이 목표였다.

이전까지 메모리 회로는 기본적으로 저항, 콘덴서, 인덕터 등 3개의 요소로 구성돼 있었다. 그러나 멤리스터는 여기에 4번째 요소를 추가해 에너지 소모를 줄인 것이 특징이다. ReRAM은 지난 수년간 주로 스토리지 기술로 개발됐다. 그러나 NTU의 채토파디에이는 독일 RWTH 아헨 대학의 교수 레이너 와저와 독일 국가 핵육합 연구소의 비카스 라나와 함께 이를 데이터 처리에 활용하는 방법을 연구해 시연하는 데 성공했다.

연구팀은 보도자료를 통해 "컴퓨터 소프트웨어는 점점 복잡해지고 있고 데이터센터는 전례없이 많은 데이터를 처리해야 하는 상황이다. 따라서 더 빠른 프로세싱 방법을 찾는 것은 전 세계 모든 기업이 가장 원하는 것 중 하나이다"라고 설명했다.

ReRAM의 작동 원리
오늘날의 컴퓨터 프로세서는 데이터를 0과 1로 표시하는 '이진수' 체계를 이용한다. 예를 들어 문자 'A'는 '01000001'이라는 8비트 기호로 저장되고 처리된다. 그러나 채토파디에이 등이 개발한 ReRAM 회로에서는 2진수 대신 0과 1, 2 등 총 3개 기호를 이용해 데이터를 처리한다. 이를 3진수라고 부른다.


Image Credit: CROSSBAR

연구팀은 "ReRAM은 정보를 저장하는 데 기존과 다른 전기적 저항을 사용하므로, 더 많은 숫자로 저장할 수 있고 이는 현재의 한계를 넘어 컴퓨팅 작업 속도를 높인다"라고 설명했다. 연구팀은 현재의 ReRAM을 발전시켜 컴퓨팅 속도를 더 향상한다는 계획이다.

이번 연구성과는 현재 개발 중인 다른 기술과 비교해도 더 비용 효율적이라는 평가를 받고 있다. 다른 기술과 달리 상용화해 시장에 내놓을 수 있는 기간이 짧기 때문이다. 와저는 "데이터 스토리지 뿐만 아니라 컴퓨팅 작업에 ReRAM 기술을 사용하면 IT 부문에서 전기를 더 효율적으로 사용하는 완전히 새로운 길을 열 수도 있다"라고 말했다. ciokr@idg.co.kr
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