EE학부 정명수 교수 연구팀, 세계최초로 전원 공급 없이도 동작 유지하는 컴퓨터 개발

[학부 정명수 교수, 권미령 박사과정, 이상원 박사과정, 박규영 박사과정,왼쪽부터]

전기및전자공학부 정명수 교수 연구팀이 세계 최초로 정전 시 전원 공급 없이도 동작을 유지하는 비휘발성 컴퓨터를 개발하였다.

정명수 교수 연구팀은 세계 최초로 비휘발성 메모리 단독으로 메인 메모리를 구성하여 전원 공급 여부와 관계없이 컴퓨터의 모든 동작 상태를 유지할 수 있는 “ 경량화된 비휘발성 컴퓨팅 시스템( Lightweight Persistence Centric System 이하 라이트 PC)” 을 개발하였다. 이는 기존 휘발성 컴퓨팅 시스템 대비 4.3 배 빠른 응용실행 및 73% 의 전력 소모 절감과 최대 8 배 큰 메모리 용량을 자랑한다.

비휘발성 메모리란 전원 공급이 사라져도 정보가 유지되는 메모리로 휘발성 메모리인 DRAM 에 비해 큰 용량과 적은 전력 소모를 제공하지만, 쓰기 속도가 느리다는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 기존의 비휘발성 메모리( 인텔의 옵테인 메모리) 는 DRAM 과 함께 사용되었다. 하지만 이렇게 구성된 컴퓨터에서 동작 상태를 유지하기 위해서는 DRAM 의 데이터를 비휘발성 메모리나 저장장치인 SSD 등으로 옮겨야 하는 작업이 필요하다는 문제가 있다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 비휘발성 메모리의 성능을 높여 단독으로 사용하기 위한 프로세서와 메모리 컨트롤러 기술과 함께 비휘발성 메모리 기반 컴퓨터의 동작 상태 유지를 위한 운영체제 기술을 개발하였다. 제안된 기술들을 통해 라이트PC 는 동작 중 전원이 갑자기 사라져도, 다시 전원이 연결되면 이전 상태 그대로 복원이 가능하다. 연구팀은 자체 제작한 시스템 보드 위에 라이트PC 를 실제 시제작하여 실효성 검증을 마쳤다.

라이트PC 는 기존 컴퓨터보다 적은 전력 을 소모하고 대용량 메모리 와 높은 성능 및 서비스의 안전성 을 제공할 수 있어 데이터 센터나 고성능 컴퓨팅, 저전력 핸드폰등 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

권미령, 이상원, 그리고 박규영 박사과정생들이 참여한 이번 논문은 미국 뉴욕시에서 오늘 6 월에 열릴 컴퓨터 구조 분야 최우수 학술대회인 ‘ 이스카(International Symposium on Computer Architecture, ISCA), 2022’ 에서 LightPC 라는 논문명(LightPC: Hardware and Software Co-Design for Energy-Efficient Full System Persistence) 으로 발표될 예정이다.