한국과학기술원(KAIST)이 공정 비용이 적고 초저전력 동작이 가능해 기존 메모리를 대체하거나, 차세대 인공지능(AI) 하드웨어를 위한 뉴로모픽 컴퓨팅 구현에 사용될 수 있는 메모리 소자를 개발했다. KAIST는 전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 디램 (DRAM)과 낸드(NAND) 플래시 메모리를 대체할 수 있는 '초저전력 차세대 상변화 메모리(Phase Change Memory) 소자'를 개발했다고 4일 밝혔다.
상변화 메모리는 속도는 매우 빠르지만, 전원이 꺼지면 정보가 사라지는 디램과 읽기·쓰기 속도는 상대적으로 느린 대신 전원이 꺼져도 정보를 보존하는 저장장치 낸드 플래시 메모리의 장점을 모두 가진 차세대 메모리로, 빠른 속도와 정보를 보존하는 특성을 동시에 지닌다.
하지만 기존 상변화 메모리는 값비싼 초미세 반도체 노광공정을 통해 제작하고, 소모 전력이 많아 실용적인 대용량 메모리 제품 및 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템을 구현하는 데 어려움이 있다. 연구팀은 상변화 물질을 전기적으로 극소 형성하는 방식으로 제작한 초저전력 상변화 메모리 소자로 값비싼 노광공정 없이도 매우 작은 나노미터(nm) 스케일의 상변화 필라멘트를 자체적으로 형성했다.
이는 공정 비용이 매우 낮을 뿐 아니라 초저전력 동작이 가능하다는 획기적인 장점이 있다고 설명했다.
기존 상변화 메모리 소자보다 소비 전력이 15배 이상 적다. 최신현 교수는 "이번에 개발한 초저전력 상변화 메모리 소자는 기존 연구 방향과는 완전히 다른 방식으로 풀지 못했던 숙제인 제조 비용과 에너지 효율을 대폭 개선했다는 점에서 큰 의미가 있다"고 말했다.