「人工知能搭載した次世代半導体」サムスン電子が世界で初めて開発

サムスン電子が世界で初めて開発したＨＢＭ－ＰＩＭチップ。既存のＨＢＭ２と比較して性能は２倍に向上しエネルギー消費は７０％以上減らしたのが特徴だ。［写真　サムスン電子］

サムスン電子がメモリー半導体と人工知能（ＡＩ）エンジンを結合した次世代メモリーチップを開発した。メモリー内部に演算作業に必要なプロセッサ機能を加えた半導体だ。

サムスン電子は１７日、保存機能を持つメモリー半導体とＡＩプロセッサをひとつに結合した製品「ＨＢＭ－ＰＩＭ」を世界で初めて開発したと明らかにした。ＰＩＭ（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ－ｉｎ－Ｍｅｍｏｒｙ）はメモリー内部に演算作業に必要なプロセッサ機能を加えた融合技術だ。メモリー半導体は情報保存機能をするが、ここに演算機能（非メモリー半導体）が合わさった「ハイブリッド半導体」だ。

サムスン電子関係者は「ＨＢＭ－ＰＩＭ技術をＡＩシステムに搭載すれば既存のＨＢＭ２アクアボルトを利用するより性能は約２倍に高まり、システムエネルギーは７０％以上減らすことができる」と説明した。ＨＢＭ２アクアボルトは２０１８年にサムスン電子が量産した高帯域幅メモリー半導体だ。既存のＨＢＭインターフェースに対応しハードウェアやソフトウェアを入れ替えなくてもＨＢＭ－ＰＩＭを使用できるのも特徴だ。

米アルゴンヌ国立研究所のリック・スティーブンスＣＥＬＳ研究室長は、「ＨＢＭ－ＰＩＭはＡＩ応用に向けた性能とエネルギー効率の側面で驚くべき成果」と評価した。

ＨＢＭ－ＰＩＭはメモリー内部の各バンク（主記憶装置を構成する最小論理的単位）にＡＩエンジンを装着して並列処理を最大化し性能を高めた。最近ＡＩの応用分野が拡大して高性能メモリー需要が大きく膨らんでいるが、既存のメモリーでは「フォン・ノイマン構造」の限界を克服するのが難しかった。フォン・ノイマン構造では中央処理装置（ＣＰＵ）がメモリーから命令語を呼び出して実行し、再び保存する作業を順次進める。データが多くなるほど速度が遅くなる。サムスン電子は並列処理を最大化してこの問題を克服した。

サムスン電子メモリー事業部のパク・グァンイル商品企画チーム長（専務）は「ＨＢＭ－ＰＩＭはＡＩ加速器の性能を最大化できる業界初のＡＩ向けＰＩＭソリューション。今後顧客と協力を強化しながらＰＩＭ生態系を構築する」と話した。

サムスン電子は６月までに顧客のＡＩ加速器にＨＢＭ－ＰＩＭを搭載して性能検証をする計画だ。この内容は半導体分野の世界的学会である国際固体素子回路会議（ＩＳＳＣＣ）で論文として公開された。