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방대하고 복잡한 데이터, 3차원 메모리로 처리한다
김원정 기자|sanup20@kidd.co.kr
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방대하고 복잡한 데이터, 3차원 메모리로 처리한다

차세대 3D 고집적 메모리 개발 및 인-메모리 컴퓨팅 기술 확보

기사입력 2023-03-22 08:02:47
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[산업일보]
방대하고 복잡한 데이터를 머리카락보다 1만 배 이상 얇은 3차원 메모리 소자에 저장·처리할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

한국연구재단은 포항공과대학교 이장식 교수 연구팀이 정보의 저장, 처리 및 연산이 모두 가능한 차세대 3차원 구조의 고집적 메모리 어레이를 개발했다고 20일 밝혔다.

방대하고 복잡한 데이터, 3차원 메모리로 처리한다
강유전체 메모리 기반 3차원 인-메모리 컴퓨팅 어레이의 구조, 데이터 처리 및 각 층을 병렬적으로 활용한 데이터 연산 방법
(사진 및 설명 : 포항공과대학교 이장식 교수)

연구팀에 따르면, 산화 하프늄 기반 강유전체(ferroelectric) 물질과 산화물 반도체 채널 층을 활용했다. 이를 통해 고성능 강유전체 메모리 소자를 개발하고, 이를 어레이 구조로 집적한 인-메모리 컴퓨팅 어레이를 구현했다.

특히, 이를 수직으로 적층해 복잡한 정보의 처리를 각 층에서 병렬적으로 진행 가능한 3차원 구조의 어레이를 제시했다. 또한 여러 색이 포함된 그림과 같이 복잡한 형태의 정보 처리가 가능함을 확인했다.

연구팀은 3차원 구조의 강유전체 메모리의 크기를 10nm 수준으로 소형화시켜 현재 상용화된 메모리에 비해 높은 집적도의 인-메모리 컴퓨팅 어레이 구현 가능성도 확인했다고 소개했다.

이와 관련해 본보와의 서면 질의에서 이장식 교수는 “3차원 강유전체 메모리 소자는 현재 양산 중인 3D 낸드플래시보다 더 작은 소자 크기에서 동작이 가능함을 확인했다. 이 소자의 경우 현재 널리 쓰이는 3D 낸드플래시와 거의 유사한 구조를 하고 있으면서도 소자가 더 간단해서 향후 낸드 플래시를 대체할 가능성도 있다”라고 전망했다.

또한 “이번 개발을 통해 강유전체 메모리 소자를 3차원으로 집적해서 인-메모리 컴퓨팅에 적용할 수 있다는 것을 실제로 보여준 것이다. 개발 시 사용한 공정 및 물질 등은 전부 CMOS 호환 가능하기 때문에 실제 기업에 이전된다면 충분히 경쟁력이 있을 것으로 생각한다”라고 했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행했다.
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