일하다가 갑자기 정전되도 작업한 내용이 고스란히 남는 '비휘발성 컴퓨팅 시스템'이 세계 최초로 개발돼 화제다.

KAIST 전기 및 전자공학부 정명수 교수 연구팀은 비 휘발성 메모리를 활용해 컴퓨터의 시간을 멈추는 하드웨어·소프트웨어기술인 ‘경량화된 비휘발성 컴퓨팅 시스템(이하 라이트PC)’을 세계 최초로 개발했다고 25일 밝혔다.

눈에 띄는 점은 이러한 장점을 가지면서도 기존 휘발성 메모리 기반 컴퓨터 대비 4.3배 응용 성능 향상, 73% 전력 소모 절감 등 대대적인 성능 향상을 이뤘다는 점이다.

개발을 주도한 정명수 교수는 “이번 연구의 핵심기술은 차량, 핸드폰 모바일, 사물인터넷 장치 등의 베터리 사용량을 최소화하고 초연결사회를 이루는 등 다양하게 활용될 것ˮ이라며 "특히 빅데이터 분야 등에서의 응용이 기대된다"고 설명했다.

국내 IDC 업계의 한 관계자는 "보통 정전시 데이터 유실되면 안되는 산업, 즉 빅데이터나 IDC(인터넷데이터센터) 등의 산업에서는 지금까지 비상용 배터리를 통해 정전등에 대비해왔는데 비휘발성 컴퓨팅 시스템이 활성화된다면 한층 안전성을 기하는 동시에 성능 향상까지 노릴 수 있게 됐다"며 "상용화 과정이 가장 큰 관건"이라고 말했다.

기존의 컴퓨터는 휘발성 메모리인 D램을 메인 메모리로 사용하기 때문에 전원이 사라지면 메모리가 저장하고 있는 데이터들을 잃어버린다. 이번에 개발한 비휘발성 시스템은 비 휘발성 메모리(인텔의 옵테인 메모리)를 사용해 영구적으로 데이터를 기억한다. 더 적은 전력 소모와 더욱 큰 용량도 가능해진다. 

이러한 장점에도 불구하고 그동안 상용화가 안됐던 것은 복잡한 내부 구조 설계로 인한 느린 성능 때문이었다.

연구팀이 개발한 라이트PC는 컴퓨터의 모든 프로그램 실행 상태와 데이터들을 전원 없이 비휘발성으로 유지할 수 있는 프로세서와 메모리 컨트롤러, 그리고 운영체제 기술들을 개발함으로써 비회발성 컴퓨팅 상용화의 길을 텄다는 평가를 받고 있다. 

연구팀은 라이트PC의 실효성을 검증하기 위해 자체 제작한 시스템 보드에 시제작한 지속성 메모리를 장착해 비휘발성 컴퓨터를 구축했다.이어 정전 시 컴퓨터의 시간을 멈추게 하는 운영체제 프로토타입을 제작해 비휘발성 컴퓨터 위에서 실행했다.

그 결과 엔터프라이즈향 응용 프로그램이 실행되는 도중 무작위 시간에 전원을 제거한 뒤, 다시 인가했을 때 전원이 사라지기 직전의 상태로 모든 프로그램 실행과 데이터가 일관성 있게 복구되는 것이 확인됐다.

특히, 라이트PC는 기존 컴퓨터 대비 최대 8배 큰 메모리와 4.3배 빠른 응용실행 및 73%의 전력 소모 절감을 보였다.

한편, 이번 연구성과는 오는 6월 미국 뉴욕시에서 열리는 컴퓨터 구조 분야 최우수 학술대회인 ‘이스카 2022’에 ‘라이트PC’라는 논문명으로 발표될 예정이다.