프로젝트 소개
본 과제는 초고성능 컴퓨팅 환경에서 사용되는 고신뢰 초절전 eSSD(기업용 고성능 저장장치)의 안정성을 높이고 전력 효율을 극대화하기 위해, 전력 손실 보호(PLP) 기능과 다채널 전력 관리 집적회로(PMIC)를 통합한 저전압 전력 반도체를 개발하는 연구임. 이는 정전과 같은 비상 상황에서도 데이터 손실을 막고 전력을 효율적으로 관리하는 핵심 부품 개발에 해당함.
연구 목표는 저전압 PLP 시스템 구조 설계, SSD 실시간 전력 효율 최적화 시스템 구조 설계, 전력 반도체용 저전력·고성능 CPU 구조 설계, 그리고 고온 운용성 및 조립성이 확보된 ESR 저감형 EDLC 구조 설계에 있음. 핵심 연구 내용은 5V급 EDLC 충방전 경로 분석을 통한 저전압 PLP 시스템 구조 설계 및 운용 신뢰성 향상 방안 모색임. 또한, SSD 워크로드별 전류 프로파일 분석을 기반으로 로드 전류 고속·정밀 탐색 장치와 DC/DC 분할·동기화 구조를 설계하여 SSD 실시간 전력 효율을 최적화함. 전력 반도체에 필요한 연산에 최적화된 커스텀 CPU의 인스트럭션 셋, 파이프라인, ALU 구조를 설계하고, 밀봉형 EDLC 패키지 및 분리막 구조 설계를 통해 고온 운용성이 확보된 ESR 저감형 EDLC 구조를 개발함.
기대 효과는 저전압 PLP 구조의 효용성을 입증하여 기업형 SSD 시장에서 안정적인 비상 전원 운용 및 실시간 전력 효율화 가능성을 제시하는 것임. 이를 통해 데이터 센터의 TCO(총소유비용) 저감에 기여하고, 기존 고전압 방식 대비 전력 반도체 단가 절감 및 전력 효율 증대, 장기 신뢰성 문제를 해결함. 또한, 기업용 SSD의 가변적인 로드 전류에 대응하여 상시 최대 전력효율 구간에서 작동 가능한 DC/DC 컨버터 기술을 제공함. 전력 반도체에 최적화된 커스텀 CPU 설계를 통해 유연한 전력 반도체 운용이 가능하며, 외산 CPU 의존성 탈피 및 로열티 문제 해결에 기여할 것으로 전망됨.