SK하닉' 빛의 메모리' 기술, 세계가 주목
차세대 AI 光 연결 'CPO 청사진'
네이처 일렉트로닉스 논문 게재
데이터 이동 병목 해결 방안 부상
SK하이닉스는 차세대 인공지능(AI) 인프라의 핵심 기술로 꼽히는 'CPO(Co-Packaged Optics)'의 발전 방향을 담은 논문을 세계적 학술지 '네이처 일렉트로닉스'에 게재했다고 20일 밝혔다.
CPO는 반도체 칩과 칩 사이를 기존 전기 신호 대신 빛으로 연결해 데이터 전송 속도와 에너지 효율을 높이는 기술을 말한다. 수천 개의 그래픽처리장치(GPU)와 고대역폭메모리(HBM)가 엮인 초대형 클러스터가 등장하면서 연산 성능은 2년마다 약 3배씩 폭발적으로 늘어난 반면, 대역폭은 1.4배 증가하는 데 그쳐, 시스템 간 데이터 이동이 제한되는 '대역폭 장벽'이 AI 분야의 새로운 과제로 지목되고 있다.
SK하이닉스는 이번 연구 논문을 통해 고대역폭메모리(HBM)혁신을 넘어, 메모리·프로세서를 광으로 연결하는 광 인터커넥트(Optical Interconnect)로 데이터 이동 병목 현상을 개선할 수 있는 청사진을 제시했다고 설명했다. 인터커넥트 기술은, 반도체 칩 내부, 칩과 칩, 또는 시스템과 시스템 사이에서 데이터와 신호를 주고받을 수 있도록 물리적 · 논리적으로 연결하는 회로 및 네트워크 기술을 뜻한다.
이번 연구에는 SK하이닉스 홍승훈 AI 인프라 팀장과 이규상 버지니아대 전기컴퓨터공학과 교수를 비롯해 미국 일리노이대 어바나-샴페인, 매사추세츠공대(MIT), 난양공대(NTU), 연세대 연구진 등이 참여했다.
이규상 교수는 "저전력 광소자 집적부터 일관성 프로토콜, 신뢰성 기술까지 풀어야 할 과제가 많지만, 결국 핵심은 메모리 소자와 컨트롤러, 광소자, 패키지를 하나의 시스템으로 공동설계 하는 것"이라며 "이 지점에서 SK하이닉스와의 협력이 큰 의미가 있다"고 설명했다.
연구진은 논문에서 HBM이라는 단일 제품을 넘어 메모리, 패키징, 광 인터커넥트가 어떻게 융합하고 진화해야 하는지 종합적인 기술 로드맵을 체계화했다.
이 교수는 "광 인터커넥트는 앞으로 AI 인프라를 구성하는 핵심 연결 기술로 자리 잡을 가능성이 높다"며 "핵심은 메모리 소자와 컨트롤러, 광소자, 패키지를 하나의 시스템으로 '공동 설계(Co-design)'하는 것"이라고 설명했다.
[email protected] 조은효 기자
