한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 김동준 전기 및 전자공학부 교수팀이 세계 최초로 '패킷 기반 네트워크' 기술을 적용한 SSD(반도체 기억소자 사용 저장장치) 시스템을 개발했다고 28일 밝혔다. 차세대 SSD의 읽기·쓰기 성능을 비약적으로 높이는 시스템 반도체를 개발했다.
패킷은 데이터를 일정 크기로 나눈 데이터 전송 기본 단위다. 효율적이고 데이터 전송 신뢰성이 장점이다. 주로 컴퓨터 네트워크 기반 정보 기술에서 사용되는데, 이번 연구는 이를 메모리 반도체에 적용했다.
SSD는 플래시메모리를 이용해 정보를 저장하는 장치다. 기존 하드디스크 드라이브(HDD)보다 입출력 속도가 빠르고 발열과 소음이 적어 데이터 센터 및 클라우드 서비스 주요 저장장치로 활용된다. 인터넷 서비스 제공 기업들은 더 많은 데이터를 더 빠르게 읽고 쓰는 것이 가능한 SSD를 요구한다. 이에 삼성, SK 하이닉스 등도 고성능 SSD 기술에 주목하고 있다.
하지만 고용량 및 고성능 SSD 스케일 업은 쉽지 않다. 무엇보다도 기존 SSD 시스템은 사용 가능한 '처리량'이 있음에도 불구, 이를 효율적으로 사용하지 못하는 비효율적인 데이터 송수신 방식 채택해 사용하고 있다.
연구팀은 기존 SSD 시스템 설계를 분석해 CPU, GPU 등과 같은 비메모리 시스템 반도체 설계에서 주로 활용되는 네트워크 기술을 적용해 '네트워크 기술이 적용된 SSD 시스템 반도체'를 개발했다. 개발 시스템은 플래시 인터커넥트와 패킷 기반 플래시 컨트롤러 등으로 구성돼 있으며, 기존 SSD 시스템 대비 2배 많은 처리량을 제공하고 응답시간을 약 10배 줄였다. 또 비메모리 시스템 반도체에서 주로 사용되는 패킷 기반 송수신 기법 사용으로 고성능 SSD 기술에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
김동준 교수는 “네트워크 패킷이 적용된 SSD 시스템 반도체를 세계 최초로 개발했다는 점에서 의의가 있으며, 지속해서 증가하는 고성능 SSD 요구에 발맞춰 큰 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “SSD 성능 향상은 인공지능(AI) 연구 및 빅데이터 분석 기술을 활용하는 다양한 알고리즘 성능 개선에도 기여할 것”이라고 밝혔다.
KAIST 전기 및 전자공학부의 김지호 박사과정이 제1 저자로, 한양대 컴퓨터소프트웨어학과 강석원 박사과정, 박영준 연세대 컴퓨터과학과 교수가 공동 저자로 참여한 이번 연구는 미국 시카고에서 열리는 컴퓨터 구조 분야 최우수 국제 학술대회 '55th IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO 2022)'에서 10월 발표될 예정이다.
한편 이번 연구는 한국연구재단과 정보통신기획평가원 차세대지능형반도체기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
