[테크Talk]올해 반도체 기업 주목한 기술은 CXL·DDR

by김응열 기자
2022.12.31 12:26:45

[이데일리 김응열 기자]

올해 메모리 반도체에 한파가 닥쳤지만 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)는 미래 먹거리 발굴을 위한 기술 개발에 힘을 쏟았습니다. 올 한 해 두 기업이 무게를 실은 건 용량 확장성이 특징인 ‘컴퓨트 익스프레스 링크(Compute eXpress Link·CXL) 메모리’와 ‘더블 데이터 레이트(Double Data Rate·DDR)5’ 기술력입니다.

31일 반도체업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스의 올해 반도체 관련 기술 개발은 CXL과 DDR5에 집중됐습니다.

CXL은 고성능 컴퓨팅 시스템에서 활용하는 차세대 인터페이스입니다. 인터페이스는 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU), 메모리 등을 다른 전자부품과 연결하는 통신 방식인데요, 이를 활용하면 다른 PC의 메모리 반도체를 이용할 수 있습니다. 실제 사용 가능한 메모리 용량이 대폭 커질 수 있는 셈이죠. 대규모 데이터를 처리하는 인공지능(AI) 시대에 필요한 솔루션이기도 합니다.

삼성전자가 개발한 고용량 512GB CXL D램. (사진=삼성전자)

이러한 미래 시장을 선점하기 위해 삼성전자는 지난 5월 세계 최초로 512GB CXL 기반 D램 기술을 개발했습니다. 기존 제품 대비 메모리 용량을 4배 향상시켰고 데이터 지연 시간은 5분의 1 수준으로 줄였습니다.

8월에는 ‘메모리 시맨틱 SSD’를 선보였습니다. CXL 솔루션을 통해 데이터를 전송할 수 있도록 고안된 건데, 일반 SSD보다 임의읽기 속도와 응답속도를 최대 20배 높일 수 있는 제품입니다.

SK하이닉스의 CXL 기반 CMS 솔루션 개념도. (사진=SK하이닉스)

SK하이닉스 역시 경쟁력 강화를 위해 팔을 걷어붙였습니다. SK하이닉스는 CXL을 기반으로 연산 기능을 통합한 ‘컴퓨태이셔널 메모리 솔루션(Computational Memory Solution·CMS)’ 개발에 성공했습니다. 메모리를 확장할 수 있는 CXL의 장점에 머신러닝(기계학습), 데이터 필터링 연산 기능을 더한 솔루션입니다. AI의 데이터 처리를 측면에서 지원하는 셈이죠.

두 회사의 기술 투자는 DDR5에서도 이어졌습니다. DDR은 D램 규격이고 뒤에 붙는 숫자는 세대를 의미합니다. 숫자가 높을수록 이전보다 성능이 개선됐다는 뜻입니다. 현재 시장에서 대부분을 차지하는 제품은 지난 2013년 출시된 DDR4입니다. DDR5는 DDR4보다 속도가 두 배 이상 빠르고 전력 효율도 10% 이상 높아 차세대 D램으로 꼽힙니다.

삼성전자가 개발한 12나노미터(nm)급 16GB DDR5 D램(왼쪽)과 SK하이닉스의 서버용 DDR5 MCR DIMM D램. (사진=각 사)

삼성전자는 지난 21일 12나노미터(nm)급 16GB DDR5 D램 개발에 성공했다고 발표했습니다. 지난해 10월 14나노 DDR5 D램 양산에 나섰는데 1년 뒤 더 미세한 공정을 적용한 제품을 개발하는 데에 성공한 것이죠. 12나노급 DDR5 D램은 최대 동작속도 7.2Gbps를 지원합니다. 1초에 30GB 용량의 UHD 영화 2편을 처리할 수 있는 속도입니다. 이전 세대 제품보다 소비 전력도 23% 개선했습니다.

SK하이닉스는 서버용 DDR5 D램 개발에 나섰습니다. 이달 초 서버용 D램 제품 ‘DDR5 MCR DIMM‘(DDR5 Multiplexer Combined Ranks Dual In-line Memory Module) 샘플 개발에 성공한 건데요, 초당 8GB 이상의 동작 속도가 특징입니다. 기존 서버용 DDR5의 동작속도 4.8GB보다 80% 이상 빨라졌죠.

MCR DIMM은 여러개의 D램이 기판에 결합된 모듈 제품입니다. 모듈의 기본 정보처리 동작 단위인 랭크 2개가 동시에 작동하도록 설계됐는데, 이에 따라 CPU에 전송하는 회당 데이터 양이 일반적인 D램 제품보다 2배 이상 늘었습니다. 데이터센터와 서버의 중요성이 커지는 만큼, SK하이닉스는 이 제품을 통해 시장 확대에 나설 것으로 보입니다.