메모리-오버-스토리지 기술 로고.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 비휘발성 메모리와 초저지연 SSD(반도체 저장장치)가 하나의 메모리로 통합, 미래 영구 메모리보다 성능과 용량이 대폭 향상된 메모리 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 정명수 교수 연구팀이 비휘발성 메모리와 초저지연 SSD를 하나의 메모리 공간으로 통합하는 메모리-오버-스토리지(Memory-over-Storage, 이하 MoS) 기술 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 기존 스토리지 기술을 재사용해 인텔 옵테인 대비, 메모리 슬롯당 4배 이상인 테라바이트(TB=1024GB) 수준의 저장 용량을 제공하면서도 휘발성 메모리(D램)과 유사한 사용자 수준의 데이터 처리 속도를 구현했다.

기존 비휘발성 메모리의 경우 운영체제의 도움없이 CPU가 직접 비휘발성 메모리에 접근할 수 있다는 장점이 있으나, DRAM을 그대로 활용하고 배터리 크기를 무한히 키울 수 없어 대용량 데이터를 처리할 수 없다는 문제가 있다. 대안으로는 인텔의 옵테인 메모리와 메모리 드라이브 기술 등이 등장했지만 비휘발성 메모리에 접근할 때마다 운영체제의 도움이 필요해 비휘발성 메모리에 비해 50% 수준으로 읽기‧쓰기 속도가 떨어진다.

정 교수팀이 제안한 MoS 기술은 초저지연 SSD를 주 메모리로, 비휘발성 메모리 캐시메모리로 활용함으로써 SSD의 대용량의 저장 공간을 사용자에게 메모리로 사용하게 해줌과 동시에 NVDIMM 단독 사용 시와 유사한 성능을 얻음으로써 미래 영구 메모리 기술들이 가지는 한계점들을 전면 개선했다.

MoS 기술은 메인보드나 CPU 내부에 있는 메모리 컨트롤러 허브에 적용돼 사용자의 모든 메모리 요청을 처리한다. 사용자 요청은 일반적으로 비휘발성 메모리 캐시 메모리에서 처리되지만 저장되지 않은 데이터의 경우 초저지연 SSD에서 데이터를 읽어와야 한다. 기존 기술들은 운영체제가 이러한 SSD 읽기를 처리하는 반면, 개발된 MoS 기술은 MCH 내부에서 하드웨어가 SSD 입출력을 직접 처리함으로써 초저지연 SSD에 접근 시 발생하는 운영체제(OS)의 입출력 오버헤드(추가로 요구되는 시간)를 완화했다.

메모리-오버-스토리지 기술 개요.[KAIST 제공]

개발된 MoS 기술은 소프트웨어 기반 메모리 드라이브나 옵테인 영구 메모리 기술 대비 45% 절감된 에너지 소모량으로 110%의 데이터 읽기‧쓰기 속도 향상을 달성했다. 이는 대용량의 메모리가 필요하고 정전으로 인한 시스템 장애에 민감한 데이터 센터, 슈퍼컴퓨터 등에 사용되는 기존 메모리‧미래 영구 메모리를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

정명수 교수는 “미래 영구 메모리 기술은 일부 해외 유수 기업이 주도하고 있지만, 이번 연구성과를 기반으로 국내 기술과 기존 스토리 및 메모리 기술을 통해 관련 시장에서 우위를 선점할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 의미가 있다”고 강조했다.

nbgkoo@heraldcorp.com