이재진 교수 연구진, 거대 딥러닝 모델 학습 기술 개발로 세계 선도

근접 메모리 컴퓨팅(Near-memory computing) 플랫폼인 삼성전자의 AXDIMM과 고속의 저장장치를 활용, GPU 메모리의 한계 극복
거대 딥러닝 모델의 학습을 소규모 시스템에서 가능케 하는 기술 개발

이재진 교수 연구진(연구원: 김희훈, 박대영, 김진표, 신준식)이 메모리와 저장장치를 활용하여 거대 딥러닝 모델을 학습하는 기술로 삼성전자에서 주최한 Open Innovation Contest for AXDIMM Technology에서 1위를 달성하였다.

트랜스포머 구조를 필두로 한 거대 딥러닝 모델이 자연어 처리, 이미지 분석 등 다양한 분야에서 뛰어난 성능을 보이고 있다. 그러나 기존 기술로 거대 딥러닝 모델을 학습하기 위해서는 수백 내지는 수천 개의 GPU로 구성된 시스템이 필요하며, 그런 시스템에 접근 가능한 소수의 기업과 연구자만이 모델을 활용할 수 있었다.

이재진 교수 연구진은 학습 과정에서 사용하는 데이터의 일부를 GPU 메모리 대신 AXDIMM 내의 메모리 또는 고속의 저장장치인 NVMe SSD에 저장하여 적은 수의 GPU로도 기존보다 큰 모델을 학습할 수 있는 기술을 개발하였다. 또한 딥러닝 연산 중 파라미터 갱신을 AXDIMM에 하드웨어로 구현하고, 메모리와 근접한 곳에서 실행함으로써 같은 연산을 GPU 또는 CPU에서 실행하는 것에 비해 높은 성능을 달성하였다.

연구진이 소규모 프로토타입 시스템을 구축하여 거대 딥러닝 모델 중 하나인 GPT-3로 테스트한 결과, AXDIMM 기반 시스템은 개발한 기술을 사용하지 않은 시스템 대비 최대 1.68배의 성능 향상을 보였다. 고성능을 요하는 애플리케이션에서 발생하는 메모리 병목이 주목받고 있는 가운데, 개발한 기술은 near-memory computing을 통해 문제를 해결한 중요한 사례로서 남을 것이다.

2022년 11월 1일 화요일