멀티채널·멀티PIM 데이터 전송 및 저오버헤드 인터페이스 회로

Multi-Channel/Multi-PIM Data Transfer and Low-Overhead Interface Circuits

연구 내용

멀티채널 DRAM 및 PCIe 기반 멀티-PIM 환경에서 중복 데이터 이동을 줄이는 오프로딩·통신 기법과, 패킷 기반 인터페이스의 저면적·저전력 변환 회로를 구현하는 연구

멀티채널 및 멀티-PIM 환경에서는 PIM 입력 데이터 준비 과정에서 채널 중복과 CPU 버퍼링이 성능 저하로 이어질 수 있습니다. 본 연구는 멀티채널 DRAM에서 PIM 계산을 지원하기 위해 비용 효율적인 DMA 오프로딩 절차를 개발하고, 채널 간 데이터 공유 오버헤드를 최소화해 DNN 실행 성능을 개선합니다. 또한 PCIe 기반 멀티-PIM 플랫폼에서는 XDMA 기반 PIM-to-PIM 직접 데이터 통신을 적용해 CPU와 시스템 메모리 버퍼 경유의 불필요한 데이터 이동을 제거하고, 전송 크기 증가 상황에서도 저오버헤드 통신을 목표로 합니다. 더불어 MIPI DSI 패킷을 임의 화소 크기로 변환하는 통합 픽셀 컨버터를 제안하여 헤더 분리 없이 베이스와 remainder 개념으로 변환 단계를 단순화함으로써 면적과 전력 부담을 낮춥니다.

관련 프로젝트

4건

연구 흐름

픽셀 변환 회로는 MIPI DSI 패킷 구조를 기준으로 베이스·remainder 정렬을 도입하여 단일 단계 변환으로 구현 비용을 줄이는 방향으로 2022년 연구를 수행했습니다. 이후 2024년에는 PIM 관점에서 멀티채널 메모리에서의 DMA 오프로딩 절차를 구성하고, 데이터 공유 오버헤드를 줄여 성능을 끌어올리는 연구를 진행했습니다. 같은 해 PCIe 기반 멀티-PIM 플랫폼에서는 XDMA 기반 PIM-to-PIM 직접 통신을 적용해 CPU 버퍼를 줄이면서 대용량 모델 실행 시 전송 병목을 완화하는 흐름으로 확장했습니다. 동시에 시뮬레이션 기반 데이터센터 워크로드·시스템 분석 플랫폼 개발로 평가·검증 기반을 보강했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

멀티채널 DRAM PIM 실행 지원
DMA 오프로딩 최적화
채널 간 데이터 공유 오버헤드 최소화
PCIe 기반 PIM-to-PIM 직접 통신
CPU 버퍼 없는 전송 설계
대규모 AI 모델 분산 실행
XDMA 전송 스킴 검증
MIPI DSI 패킷-화소 변환
저면적·저전력 인터페이스 회로
고휘도 마이크로LED 디스플레이 백플레인