• 엔비디아 CPU에 사용된 저전력 D램 언급
  전력소비 급증에 저전력 반도체 인기 상승
  삼성·SK, 출시 당기고 성능 강화 경쟁 치열

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 지난 3월 엔비디아 GTC 행사에서 차세대 AI 반도체 블랙웰(Blackwell)을 소개하고 있다. 오른쪽 이미지는 2개의 ‘블랙웰 GPU’와 1개의 ‘그레이스 CPU’로 구성된 엔비디아의 슈퍼칩 ‘GB200’. 김현일 기자

[헤럴드경제=김현일 기자] 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)는 지난 22일(미국 현지시간) 1분기 실적 발표 후 진행된 콘퍼런스 콜에서 자사가 개발한 중앙처리장치(CPU) ‘그레이스(Grace)’를 설명하면서 ‘저전력 더블데이터 레이트(LPDDR)’를 언급했다.

황 CEO는 “그레이스가 사용한 메모리는 LPDDR”이라며 “최초의 데이터센터급 저전력 메모리”라고 설명했다. 이어 “(LPDDR을 통해) 전력 사용을 줄일 수 있다”고 밝혔다. AI 서비스가 봇물을 이루는 가운데 IT 기업들의 최대 고민으로 꼽히는 전력소비를 절약할 수 있음을 강조한 것이다.

그래픽처리장치(GPU) 기업이었던 엔비디아는 지난 2021년 자사 GTC 행사에서 데이터센터용 CPU인 그레이스를 공개하면서 CPU 시장 진출을 공식 선언했다.

엔비디아의 차세대 슈퍼칩 ‘GB200’은 ‘블랙웰 GPU’ 2개와 ‘그레이스 CPU’ 1개로 구성된다. 김현일 기자

사진과 영상을 비롯해 폭증하는 각종 데이터들을 저장하고 처리하는 데이터센터는 24시간 가동되기 때문에 막대한 전력을 소비한다. 데이터센터의 전력 소모를 최대한 줄이는 것이 전 세계적인 과제가 된 가운데 주목받고 있는 것이 바로 ‘저전력 반도체’다. 전력을 덜 소비하면서 열 발생이 적어 데이터센터 전체의 전력 효율을 최적화할 수 있는 제품으로 꼽힌다.

황 CEO 역시 이러한 분위기를 반영해 자사 그레이스 CPU에 적용된 데이터센터급 LPDDR의 장점을 강조한 것이다.

LPDDR은 저전력 특화 D램으로 스마트폰, 태블릿 PC 등 주로 모바일 기기에 사용되는 메모리다. 최근에는 모바일 분야를 넘어 AI PC와 AI 가속기, 데이터센터, 전장 등으로 응용처가 점차 확대되고 있다. 전력 소비를 줄여주면서 고성능까지 보장하는 LPDDR의 인기는 그만큼 높아졌다.

앞에 붙는 LP는 ‘저전력(Low Power)’을 뜻한다. 세대에 따라 진화하면서 뒤에 붙는 숫자는 1→2→3→4→4X→5→5X 순으로 바뀌어 왔다. 7세대인 LPDDR5X가 가장 최신 제품이다.

삼성전자가 업계 최고 동작속도 10.7Gbps를 구현한 LPDDR5X(저전력 더블데이터 레이트5X) D램. [삼성전자 제공]

삼성전자는 지난 4월 업계에서 가장 빠른 동작속도를 지원하는 LPDDR5X 개발에 성공했다고 발표했다. 동작속도가 10.7Gbps(1초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터)로, 1초에 20편의 풀HD급 영화(4GB)를 전송할 수 있는 수준이다. 2022년 10월 8.5Gbps의 LPDDR5X를 선보인 지 1년 6개월 만의 성과다.

반도체 업계는 2026년 이후 출시가 예상되는 8세대 LPDDR6에서 9.6Gbps 동작속도를 구현할 수 있을 것으로 내다봤지만 이를 대폭 앞당긴 것이다.

SK하이닉스도 2022년 11월 8.5Gbps 동작속도를 지원하는 LPDDR5X를 출시한 데 이어 2023년 1월 9.6Gbps의 LPDDR5T 개발에 성공했다.

LPDDR5T는 SK하이닉스가 최초 개발한 버전으로, 8세대 LPDDR6 출시 전에 7세대인 LPDDR5X의 성능을 업그레이드한 제품이다.

SK하이닉스가 4월 미국 캘리포니아주에서 열린 ‘TSMC 2024 테크놀로지 심포지엄’에서 전시한 고성능 메모리 제품군. 오른쪽 상단과 하단에 LPCAMM2, LPDDR5T가 있다. [SK하이닉스 제공]

이밖에도 양사는 새로운 형태의 LPCAMM2(Low Power Compression Attached Memory Module2)도 선보였다. 말 그대로 여러 개의 LPDDR5X 패키지를 하나로 묶은 모듈이다. 저전력 특성은 물론 기존보다 탑재 면적이 줄어 공간을 절약할 수 있는 점이 특징이다.

업계 관계자는 “디바이스(기기) 자체적으로 AI 연산을 수행하는 온디바이스 AI 시대에는 데이터 처리를 위해 더욱 고성능 반도체를 필요로 한다”며 “성능을 유지하면서 소비전력은 낮추기 위해 LPDDR의 역할은 더욱 중요해질 것”이라고 말했다.