DRAM 내 근접 메모리 프로세싱(Near-Memory Processing)을 통한 데이터 경로에서의 암호화 제거

요약

본 논문은 AES-128 및 SHA-256과 같은 암호화 알고리즘 처리 시 발생하는 메모리 병목 현상을 해결하기 위해 근접 메모리 프로세싱(Near-Memory Processing)의 잠재력을 조사합니다. UPMEM PIM 아키텍처를 활용한 실험 결과, 단일 랭크에서는 CPU보다 성능이 낮지만 계산을 여러 랭크에 분산할 경우 암호화 알고리즘을 효과적으로 가속화할 수 있음을 입증했습니다.

핵심 포인트

• 암호화 알고리즘은 프로세서 중심 아키텍처에서 메모리 병목 현상으로 인해 지연 시간과 에너지 소비가 증가함
• PIM(Processing-in-Memory)은 데이터 이동을 최소화하여 암호화 연산의 에너지 효율과 속도를 개선할 수 있는 대안임
• UPMEM PIM 아키텍처를 통한 실험 결과, 단일 랭크 성능은 CPU에 미치지 못함
• 계산을 여러 랭크에 분산하여 활용할 경우 실제 환경에서 암호화 알고리즘의 강력한 가속 성능을 보여줌