삼성전자 ‘차세대 신기술’ D램 최초 개발

[헤럴드경제=김성미 기자] 삼성전자가 업계 최초로 차세대 신기술을 적용한 D램 개발에 성공했다. 이번에 삼성전자가 개발에 성공한 신기술은 기존 데이터센터의 성능을 향상시키는 것은 물론 메모리 용량까지 획기적으로 확장해 기존 DDR(Double Data Rate) 방식의 한계를 뛰어넘었다는 평가를 받고 있다.

삼성전자는 업계 최초로 ‘컴퓨트 익스프레스 링크(CXL·Compute Express Link)’ 기반의 D램 메모리 기술을 개발했다고 11일 밝혔다. 최근 인공지능(AI), 머신러닝, 빅데이터 등으로 데이터센터의 성능 개선이 화두인 가운데 대용량·고대역 분야에서 활용 가능한 D램 기술을 개발한 것이다.

현재 데이터센터, 서버 플랫폼에서 사용되고 있는 DDR 방식으로는 시스템에 탑재할 수 있는 D램 용량에 한계가 있다는 지적이 이어졌다. 이를 넘어설 수 있는 대안이 업계 안팎에서 지속적으로 요구됐다.

CXL은 고성능 컴퓨팅 시스템에서 CPU와 함께 사용되는 가속기, 메모리, 저장장치 등을 보다 효율적으로 활용하기 위해 반도체 주요 회사들을 중심으로 새롭게 고안되고 있는 방식이다. 기존 컴퓨팅 시스템의 물리적 한계에 따른 메모리 용량을 극복하고 D램의 용량을 획기적으로 확장할 수 있다.

일반적인 엔터프라이즈 서버에는 CPU당 최대 16개의 D램 모듈을 탑재할 수 있다. CXL D램 기술을 통해 DDR D램 외에도 CXL D램을 추가로 장착, 시스템의 D램을 확장하는 것이 가능해진 것이다.

삼성전자는 이번에 업계 최초로 대용량 솔리드스테이트드라이브(SSD)에 적용되는 EDSFF(Enterprise & Data Center SSD Form Factor) 폼팩터를 CXL D램에 적용했다. CXL D램은 기존 시스템의 메인 D램과 공존이 가능하면서도 메모리 용량을 테라바이트급까지 확장이 가능해진다.

기존 D램의 컨트롤러는 데이터를 임시로 저장하는 단순 버퍼 역할만 수행했다. 삼성전자는 CXL D램에 최첨단 컨트롤러 기술을 접목해 AI, 머신러닝, 인메모리 데이터베이스 등 빅데이터 분야까지 적극적으로 CXL D램을 활용할 수 있도록 만들었다.

박철민 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 상무는 “삼성전자의 CXL D램 기술은 차세대 컴퓨팅, 대용량 데이터센터, 인공지능 등 미래 첨단분야에서 핵심 메모리 솔루션 역할을 할 것”이라며 “스마트 데이터센터가 요구하는 차세대 기술을 선도하고 CXL 생태계가 빠르게 확장될 수 있도록 글로벌 기업들과 협력을 강화해 나가겠다”고 밝혔다.

삼성전자가 이날 발표한 CXL 기반의 차세대 D램 메모리 기술은 지난 1998년 DDR 방식 이후 23년 만에 새로운 메모리 표준화 시대의 개막이라는 점에서 ‘쾌거’로 평가된다.

아울러 점유율 D램 시장에서 삼성의 기술 초격차 전략이 다시 한 번 입증된 성과로도 의미를 갖는다.

현재 컴퓨팅 시스템에는 CPU를 중심으로 DDR, PCI·PCIe 등 다양한 인터페이스가 사용되고 있다.

그러나 최근 들어 인공지능, 빅데이터 등으로 데이터의 양이 폭발적으로 증가, 새 인터페이스에 대한 논의가 진행 중이며 이 중 CXL로 통합되고 있다.

삼성의 이번 기술 개발은 기존의 DDR D램을 대체하기보다 DDR D램의 알파(α)로 CXL D램을 추가로 장착, 시스템의 D램을 확장시켰다는 점에서 큰 의미가 있다. 기존 데이터센터의 성능을 향상시키는 것은 물론 메모리 용량까지 획기적으로 확장해 기존 DDR 방식의 한계를 뛰어넘었기 때문이다.

CXL 인터페이스를 적용할 경우 CPU와 가속기간의 캐시 일관성을 제공, CPU가 캐시를 매번 불러오는 작업을 하지 않는 등 병목을 막을 수 있다. 삼성전자가 개발한 CXL D램은 인텔의 플랫폼에서 검증을 마쳤으며 이르면 올해 말 출시될 전망이다.

아울러 삼성전자는 올해 상반기 메모리 반도체 분야에서 차세대 표준을 주도하는 제품과 기술을 연이어 선보이고 있다. OCP 규격을 만족하는 데이터센터 전용 고성능·저전력 SSD PM9A3 E1.S를, 세계 최초로 메모리 반도체와 인공지능 프로세서를 하나로 결합한 HBM-PIM를 공개했다.

이로써 삼성전자는 글로벌 D램 강자의 자리를 더 공고히 할 것으로 기대된다. 기존 제품에 CXL D램을 추가하는 방식이 될 경우 D램 시장 확대도 가능할 것으로 보인다. 글로벌 D램 점유율은 지난해 4분기 기준 삼성전자 42.1%로 1위를, SK하이닉스(29.5%)가 뒤를 잇고 있다.

한편 이번 신기술 개발로 인텔 등 ‘글로벌 반도체 공룡’들의 합종연횡도 가속화할 것으로 전망된다.

삼성전자는 2019년 CXL 컨소시엄 발족 초기부터 참여해 글로벌 주요 데이터센터, 서버, 칩셋 업체들과 차세대 인터페이스 기술 개발을 위해 협력하고 있다. 인텔을 시작으로 AMD 등도 CXL을 적용한 제품을 출시할 것으로 예상된다.

인텔 I/O 기술과 표준 총괄인 데벤드라 다스 샤르마(Debendra Das Sharma) 펠로우는 “CXL 메모리를 통해 데이터센터 등에서 메모리의 사용이 한 단계 확장될 것”이라며 “CXL을 중심으로 강력한 메모리 생태계를 구축하기 위해 삼성전자와 지속적으로 협력할 것”이라고 말했다.

AMD 서버 사업부 댄 맥나마라(Dan McNamara) 수석 부사장은 “AMD는 클라우드와 엔터프라이즈 컴퓨팅 분야의 성능 향상을 주도하기 위해 노력하고 있다”며 “CXL과 같은 차세대 메모리 개발은 이러한 성능 향상을 실현하는 데 매우 중요한 요소로, 삼성전자와 협력을 통해 데이터센터 고객에게 첨단 인터커넥트 기술을 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔다.