[뉴스토마토 이명신 기자] 8세대 저전력 D램(LPDDR6) 기반 프로세싱인메모리(PIM)의 표준화가 마무리 단계에 접어들고 있습니다. 차세대 인공지능(AI) 메모리로 꼽히는 PIM은 메모리가 직접 연산을 수행해 효율성을 높이는 기술로, 온디바이스 AI와 피지컬 AI, AI 가속기 등에 채택될 전망입니다. 삼성전자와 SK하이닉스는 고대역폭메모리(HBM) 이후 차세대 메모리 시장을 선점하기 위해 PIM 기술 개발 속도를 높이고 있습니다.
삼성전자의 8세대 저전력 D램(LPDDR6) 제품. (사진=삼성전자)
6일 업계에 따르면 글로벌반도체표준협의기구(JEDEC)는 최근 LPDDR6 기반 PIM의 기술 표준 개발 마무리 단계에 접어들었습니다. JEDEC은 “LPDDR6 PIM은 엣지 컴퓨팅과 데이터센터 추론 워크로드의 급증하는 성능·에너지 요구사항을 충족하도록 설계됐다”면서 “메모리와 컴퓨팅 간의 데이터 이동을 줄여 추론 성능을 향상시키고, 전력 소비를 낮추는 동시에 LPDDR 기반 설계의 효율성 이점을 유지한다”고 밝혔습니다.
PIM은 메모리 내부에 연산 장치를 통합한 차세대 지능형 메모리 반도체입니다. 기존에는 중앙처리장치(CPU)나 그래픽처리장치(GPU)가 데이터 연산을 수행하고, 메모리가 데이터를 보관하는 방식이었습니다. 하지만 메모리가 추가 연산을 수행한다면, D램에서 GPU로 이동하는 데이터 규모가 줄어 대역폭을 넓히지 않고도 시스템 속도를 높일 수 있습니다. 반도체 구동에서 데이터 이동에 가장 큰 전력을 소모하는 만큼, 이동량이 줄면 전력 효율도 끌어올릴 수 있습니다.
특히 LPDDR을 기반으로 한 PIM의 활용 가능성이 높습니다. 스마트폰 등 온디바이스 AI 기기의 경우 대역폭과 전력이 제한적이기 때문에 데이터 병목이 발생하기 쉽습니다. 이렇다 보니 저전력에 특화된 LPDDR과 PIM을 결합해 온디바이스 AI 시장을 중심으로 PIM이 활성화될 것이라는 게 업계의 설명입니다.
삼성전자와 SK하이닉스는 PIM을 선제적으로 개발하며 상용화에 나서고 있습니다. 지난 2021년 세계 최초로 HBM에 PIM을 결합해 ‘HBM-PIM’을 선보인 삼성전자는, AI 엔진을 탑재한 모듈형 제품 ‘AXDIMM’과 이를 모바일용으로 확장한 ‘LPDDR-PIM’ 등을 개발해 왔습니다. 삼성전자는 7세대 LPDDR(LPDDR5X) 기반 PIM을 고객사와 개발 중이며, 올해 하반기 샘플을 공급할 전망입니다. LPDDR6 기반 PIM 역시 스펙 논의를 활발하게 진행하고 있습니다.
지난해 10월 서울 코엑스에서 열린 ‘SEDEX 2025’에서 SK하이닉스가 전시한 PIM 솔루션. (사진=이명신 기자)
SK하이닉스의 경우 지난 2022년 자체 PIM 제품인 액셀러레이터인메모리(AiM)를 개발했습니다. 이후 AiM을 그래픽 D램에 내장한 ‘GDDR6-AiM’ 솔루션을 출시하고 해당 칩 여러 개를 탑재한 AI 가속기 ‘AiMX’도 공개한 바 있습니다.
SK하이닉스는 올해 1분기 컨퍼런스콜(실적설명회)에서 “컴퓨터익스프레스링크(CXL), PIM 등 차세대 AI 솔루션의 검증과 최적화 목적으로 지난해 클라우드 업체와 업무협약(MOU)을 체결한 바 있다”며 “글로벌 고객들과 기술 협력을 적극 확대하겠다”고 밝혔습니다. 업계에서는 SK하이닉스가 AiMX를 기반으로 온디바이스 AI 시장 입지를 넓힌 뒤 피지컬 AI 시장 공략에 나설 것으로 보고 있습니다.
다만 PIM이 차세대 기술인 만큼, 본격적인 시장 개화를 위해선 고객사 확보 등 과제가 남아있다는 목소리도 나옵니다. 업계 관계자는 “PIM은 차세대 기술로 주목받는 솔루션 중 하나이지만, 투입 비용 대비 상품성이나 글로벌 고객사 수주 등 헤쳐갈 과제가 많다”면서 “제품 표준화가 이뤄진다면 상용화 시기를 앞당기는 측면에서는 긍정적”이라고 했습니다.
이명신 기자 sin@etomato.com
이 기사는 뉴스토마토 보도준칙 및 윤리강령에 따라 오승훈 산업1부장이 최종 확인·수정했습니다.
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