스마트폰이 아닌 컴퓨터가 우리의 가슴을 설레게 했던 시대가 있다. 바쁜 아버지를 졸라 찾아간 세진컴퓨터랜드와 용산 전자랜드에서 처음 SSD를 경험하고 느꼈던 희열을 기억한다. D램과 함께 메모리 시장을 양분하는 낸드플래시로 만들어진 데이터 저장장치 말이다.

SSD가 등장하기 전까지 우리는 저장장치의 속도와 관련해 플래터가 물리적으로 얼마나 더 빠르게 회전할 수 있으며, 얼마나 적은 소음을 구현할 수 있는지를 두고 제품의 기술력을 논하곤 했다. 일반 모델은 초당 3,600회를 회전하고, 중급형은 5,600회, 그리고 7,200회 이상을 회전하면 고급형 모델이라는 세분화된 공식 같은 이야기들이 아직도 기억에 남아있다.

이 시장을 조금 더 잘 아는, 이른바 “컴퓨터 고수” 격의 친구들은 인터페이스(마더보드와 연결된 장치 간의 연결 규격)를 이야기했다. 당시 모두가 일반적으로 사용하던 IDE(Integrated Drive Electronics) 방식이 아닌 병렬 컴퓨팅을 지원하는 SCSI(Small Computer System Interface)라는 방식으로 넘어가면 또 새로운 차원의 속도를 경험할 수 있었지만, 몇 배가 넘는 돈을 지급해야 했던 기억이 난다.

나름 세세한 기준들로 엄격히 구분되던 저장장치 시장에서 자못 세밀하고 엄격했던 그때의 그 질서들은, 2000년대를 넘어서며 조금씩 무의미한 것이 되기 시작했다. 그 배경에 있는 사건이 바로 낸드플래시로 만들어지는 저장장치, ‘SSD(Solid State Drive)’의 등장이다.

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미성숙 기술의 시장 진입 과정

SSD는 Solid State Drive의 약자로, 디스크가 회전하지 않는 저장 장치를 뜻한다. 따라서 사실 SSD 자체가 낸드플래시를 반드시 포함하는 개념은 아니다.

실제 1970년대에 등장한 초창기의 SSD는 낸드플래시가 아닌 램을 기반으로 만들어졌다. 당시 군용 또는 항공 우주 분야에서 사용되던 램 기반의 SSD는 저장 용량에 비해 너무 고가였고, 무엇보다 휘발성 메모리인 램을 기반으로 만들어졌기 때문에 전원 공급이 끊기면 데이터를 잃어버리는 관계로 상용화하기 어려웠다.

물론 당시 게임팩 등에서 활용되던 EPROM이나 EEPROM과 같은 또 다른 반도체 기반의 저장매체가 존재했지만, 문제는 용량이었다. 이 반도체 기반의 저장매체들은 마그네틱 방식의 저장매체들에 비해 속도는 빨랐지만, 용량 확보가 극도로 어려웠던 탓에 반도체는 캐시나 메인 메모리에 주로 활용되고, 자성을 활용하는 플로피 디스크나 하드디스크는 저장매체로 양분되는 시장 환경이 만들어졌다.

그러다 1980년대가 되자 도시바(TOSHIBA)에서 낸드플래시를 개발하며, 전원이 끊겨도 저장이 가능한 반도체 기반의 저장매체를 개발할 수 있는 길이 생겼다. 인텔(Intel), 마이크론 테크놀로지(Micron Technology), 샌디스크(SanDisk)와 같은 기업들도 도시바를 따라 이 거대한 시대의 흐름 속에 기회를 포착했다. 이처럼 당시에는 미국과 일본의 반도체 기업들이 미래를 이끌 차세대 기술로서 SSD를 낙점하고, 패러다임 전환을 준비하였다.

머지않아 삼성전자를 비롯한 대한민국의 반도체 기업들이 함께 이 SSD 시장에 진입하였고, 마침내 반도체 기반의 저장장치들이 시장 점유율을 본격적으로 끌어올리기 시작했다.

마그네틱 디스크를 물리적으로 회전시키고, 마그네틱 헤드를 통해 데이터를 읽고 쓰는 하드디스크와 다르게, 전자의 입출입을 통해 저장하는 낸드플래시에서는 회전 등을 위한 물리적 장치가 필요 없었다. 그 덕분에 고속 회전에서 발생했던 소음 문제도 완벽히 사라졌다. 이와 같은 장점들과 함께 SSD는 시스템의 물리적 무게와 부피 저감을 가능하게 해주었으며, 무엇보다 하드디스크에 비해 더 강력한 성능을 제공하며, 시장은 천천히 SSD를 중심으로 개편되어 갔다.

여기서 복기해 볼 한 가지 포인트는 서버 시장에서는 여전히 HDD가 선호되었다는 점이다. SSD가 컨슈머 시장을 완벽히 점령한 이후에도 서버 시장에서는 HDD 기반 저장장치가 주류였다. 컨슈머 시장보다 고성능이 중요한 서버, 데이터 시장에서 HDD가 선호되었던 이유는 하드디스크와 SSD의 세대 전환기에 나타났던 이 미성숙 기술의 시장 진입 과정을 이해할 필요가 있다.

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낸드플래시로의 슈퍼 이끌림

이들이 최초로 시장 진입을 노리던 이때, 일각에서는 낸드플래시의 미래에 회의론을 제기하는 일들이 많았다.

기본적으로 상용화 초기 이 낸드플래시 기반의 SSD는 하드디스크에 비해 비싼 가격과 쓰고 지우는 용량에 제한이 있다는 점 때문에 초기 시장 진입에 큰 장애물로 작용했다. 때문에 데이터의 안정적인 보관이 그 어느 영역보다 중요한 서버 시장에서는 SSD가 활용되지 못했다.

여기에 최초의 시장 진입을 용이하게 하기 위해 SSD는 하드디스크의 인터페이스를 그대로 활용했다. 이러한 이유로 SSD가 가진 속도의 장점이 일부 상쇄되었고, 대단히 빠르지도 않은데 가격만 비싼 기술처럼 인식되기도 했다. 하지만 *웨어 레벨링의 적용, 캐싱 메커니즘과 컨트롤러 기술의 발전, 여기에 PCIe와 NVMe와 같은 고성능 인터페이스의 적용 등을 통해 낸드플래시는 하드디스크와 차별화된 성능을 온전히 증명할 수 있게 되었고, 점차 시장의 주류 기술로 진입하게 된다.

*웨어 레벨링(Wear Leveling): 모든 셀이 고루 사용되도록 하여 SSD의 수명을 연장시키는 기술

그렇게 SSD의 시대가 도래하고, 기업 간의 경쟁은 더 높은 용량을 갖는 낸드플래시를 더 싸게 제조하는 방법으로 옮겨가게 되었다. 이 단계에서 저장 용량의 상승을 가져온 획기적인 두 가지 방향의 진화가 있었다. 3D 낸드(V낸드)와 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell)이 그것이다.

메모리 용량은 결국 동일한 공간 안에 더 많은 메모리 셀을 집적하는 과정이다. 작은 방 속에 어떻게든 많은 메모리 셀을 넣는가에 몰두하던 낸드 업계는 셀을 수직으로 쌓아 올리는 3D 낸드를 등장시키며, 동일 면적에서 셀 공간을 기하급수적으로 증대시킬 수 있었다. 그리고 이 3D 낸드와 함께 저장공간의 비약적인 증대를 가져왔던 또 하나의 중요한 진화가 멀티 레벨 셀로의 진화이다.

낸드플래시에서 데이터는 셀 안에 들어있는 전하의 양을 통해 기록된다. 셀 안의 전하가 비어 있으면 1, 꽉 차 있으면 0과 같은 식으로 전하의 양을 통해 상태를 두 가지로 구분해 데이터를 저장했던 것이 초창기 낸드플래시의 기록 방식이다.

멀티 레벨 셀(MLC)은 싱글 레벨 셀(SLC)의 두 가지 상태(0과 1)를 네 가지 상태(00, 01, 10, 11)로 늘려 용량을 두 배로 증가시킨 기술이다.  물론 용량 증가는 속도 저하와 수명 감소를 수반한다. 따라서 멀티 레벨 셀 기술의 성공은 단순히 셀을 네 가지 상태로 나누어 용량을 증대시켰다기보다는 상용화에 충분한 수준의 내구성, 수명, 속도의 개선 등을 갖추었다는 것에 가깝다. 이는 웨어 레벨링과, 캐싱 메커니즘, 그리고 컨트롤러의 발전 등이 트리플, 쿼드 등을 포함하는 멀티 레벨 셀로의 진화 과정을 이해하기 위해 반드시 고려되어야 한다.

이후 3D 낸드와 멀티 레벨 셀 기술은 발전에 발전을 거듭하였다. 전하 컨트롤 기술 역시 비약적으로 발전하며 싱글 레벨 셀(SLC)에서 멀티 레벨 셀(MLC)로 다시 트리플 레벨 셀(TLC)에서 쿼드러플 레벨 셀(QLC)로 진화하며 이제 하나의 셀 안에서 무려 16개의 상태를 구분하는 시대를 맞이했다.

재미있는 것은 그렇게 되면서 이제 하드디스크 용량보다 오히려 SSD 용량이 더 커지는, 이른바 기술 분기점이 만들어지고 있다는 것이다.

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eSSD, 최후의 영역

서버, 데이터센터 시장은 특히 AI 시대의 도래와 함께 초고용량 솔루션에 대한 소구가 더욱 커지고 있다. 이러한 배경 속에 낸드플래시는 초고용량의 장점마저 그들의 것으로 만들며, 하드디스크가 마지막까지 사수하던 서버 데이터센터 시장의 초고용량 섹터까지 추가적인 외연을 확장해 가고 있다.

하드디스크 진영의 초고용량 서버용 솔루션은 주로 20테라바이트급의 솔루션들이다. 하드디스크는 30테라바이트급이 최고 사양임에 비해, SSD 진영은 32테라바이트급의 솔루션들을 앞세워 고성능 컴퓨팅 및 AI 시장을 빠르게 선점하고 있다.

속도의 SSD, 고용량의 HDD라는 공식이 깨지고, SSD 용량이 하드디스크 용량을 넘어서는, 90년대에는 상상하기 어려웠던 역전의 세계가 시장에 펼쳐지고 있는 것이다.

마침내 낸드플래시가 컨슈머 시장을 넘어 최후의 영역인 초고용량 서버, 데이터센터 시장까지 점령해 나가고 있는 지금, 새롭게 만들어지고 있는 AI 관련 수요들을 완벽히 흡수하며 상승 사이클로 진입한 낸드 시장의 모습이 반갑게 느껴진다.

물론 반대편에서 제기되고 있는 AI 고점론과, 공급 과잉에 대한 우려도 냉정히 들여다볼 시기이다. PC와 모바일을 비롯한 컨슈머 시장은 제조기업들이 미리 축적한 재고들이 소진되는 시간이 필요하고, 메모리 업계의 경쟁도 거세다.

하지만 초고층 낸드플래시의 등장과 저온 식각의 기술과 같은 신기술 도입을 통해 선두 기업들 역시 꾸준히 기술 장벽을 세워가고 있는 지금. AI 시대의 상승 동력들을 낸드플래시 시장이 향유해가는 모습 속에서 낸드플래시의 미래에 대해 더 큰 확신을 갖게 된다.

하이퍼스케일러들의 캐펙스(자본적 투자) 확장 기조가 유지되고 있고, AI 가속기 기업의 주력 제품이 출시될 2025년 1분기 말을 기점으로 추가적인 상승 동력이 이 낸드플래시 시장에 이어지게 될 것으로 예상된다.

조금씩 전해지고 있는 상승의 온기들이 오랜 시간 이어지길. GPU 혹은 연산 가속기만을 AI 시대의 주인공으로 여기는 요즘이지만. 메모리 반도체 역시 이 새로운 시대의 주인공 중 하나라는 인식이 통용되는 2025년을 기대해 본다.

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※ 본 칼럼은 외부 필진의 견해로, 삼성전자 DS부문의 공식 입장과 다를 수 있습니다.

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HBM이라는 단어가 대중의 관심 단어로 떠오르기 시작한 2023년. 그 후 일년이 지난 지금, 우리는 이 새로운 시대가 만들어내고 있는 시대 변화를 오롯이 체감하고 있다. 예를 들면 헤테로지니어스 컴퓨팅(Heterogeneous Computing, 이종 컴퓨팅) 시대로의 전환이 대표적이다. 앞으로 우리가 목도하게 될 AI반도체 시장의 변화를 메모리반도체의 관점에서 정리해 보자면 ‘가치 변화’와 ‘위상 변화’, 크게 이 두 가지 관점에서 정리해 볼 수 있다. 

제품이 *커머디티화(commoditization)되며 어느덧 주인공 자리에서 내려오고 있던 메모리반도체가 특화되며 더 높은 가격을 부여받게 되는 가치의 변화. 그리고 로직반도체 중심의 시스템 구조를 완성하는 하나의 주변 요소 정도로 인식되어 가던 메모리반도체가 다시 시스템의 중심으로 올라서게 되는 위상의 변화가 각각 그것이다.

*커머디티화(commoditization): 제품의 일반화 또는 평준화, 동일화

이 중 메모리반도체의 가치 변화에 대한 부분은 이미 많은 전문가들 사이에서 다뤄진 부분이기도 하고 기업들의 실적 발표에서 보이는 숫자 변화로도 쉽게 체감할 수 있는 부분이다. 이에 비해 위상 변화에 대한 부분은 그 의미가 가진 중요성에 비해 제대로 조망되지 못하고 있다. 메모리반도체가 다시 시스템의 중심으로 올라서게 되는 이 변화를 정확히 이해하기 위한 첫걸음은 AI 연산을 위한 방법론의 최근 동향을 이해하는 것에서 시작한다.

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이종접합과 무한반복의 워크로드

AI 연산의 핵심은 무한 반복의 워크로드를 어떻게 효과적으로 처리할 수 있느냐에 있다. 엔비디아의 GPU가 시장의 선택을 받게 된 것은 GPU가 가진 병렬처리 구조가 반복적인 워크로드를 처리하기에 가장 적합한 방법이었기 때문이었고, GPU 기반의 가속기들 중 가장 앞선 성능을 가지고 있었기 때문이다.

다만 최근 시장에서는 새로운 해답들이 계속해서 등장하고 있고, 향후 이 AI반도체들이 GPU 중심에서 CPU와 GPU, 혹은 CPU와 ASIC이 결합된 형태의 새로운 구조로 변화를 앞두고 있다는 점을 주목해 볼 필요가 있다. 이른바, 헤테로지니어스 컴퓨팅(Heterogeneous Computing)이란 단어로 설명되는 AI반도체 시장의 진화 방향이 바로 그것이다.

기본적으로 이와 같은 변화가 일어나는 배경에는 AI시대의 본격적인 개화 이후, 이 AI 워크로드에 양적 확장(Quantitative Expansion)을 넘어, 범위 확장(Scope Expansion)이 일어났기 때문이다. 즉, 단순히 반복 연산 양이 늘어나는 것을 넘어, 다양한 종류와 성격으로 다변화되고 있다는 것이다. 이러한 흐름 속에 GPU와 CPU가 하나의 보드 안에 내장된 형태의 이종접합 솔루션들이 제안되고 있다.

GPU는 ‘전용성’이란 단어로, CPU는 ‘범용성’이란 단어로 설명이 가능하다. 단순 반복 연산에 아주 강력한 전용성을 보여줬던 GPU에 의해 설 곳을 잃었던 CPU가 다변화된 워크로드를 처리하기 위한 용도로 다시 재조명 받고 있는 것이다. 문제는 이 이종의 로직반도체를 활용하는 것이 현재 구조상으로는 비효율을 야기한다는 점이다.

우선 AI플랫폼에서 활용되고 있는 연산 가속기들의 경우, 복잡한 프로세스를 거친다. CPU와 GPU 간의 데이터 통신을 위해서는 CPU에 연결된 메인 메모리(주로 RDIMM, LRDIMM)에서 데이터를 가져와 다시 GPU에 연결된 메모리(주로 HBM)로 읽어 들이고, 이 데이터를 다시 GPU가 처리한 후에, GPU를 통해 메인 메모리로, 다시 메인 메모리에서 CPU로 전달되는 방식이다.

다만 현재는 GPU가 이 AI 연산의 대부분을 처리하고 있고, GPU간에는 별도의 캐싱 없이 데이터를 빠르게 공유할 수 있는 기술이 적용되어 있기 때문에 해당 문제가 크게 대두되고 있지는 않다. 하지만 워크로드의 다변화 현상이 특히 강하게 일어나고 있는 AI 추론 영역을 중심으로 서서히 이 이종 컴퓨팅 도입에 대한 요구가 거세지고 있다.

이를 해결하기 위해 AI 가속기 업계에는 CPU와 GPU 모듈을 하나의 기판에 통합하거나 더 나아가 CPU와 GPU가 다이 수준에서 하나의 메모리를 공유하는 등 다양한 구조의 솔루션을 제안하고 있다.

다만 전체 인프라는 이러한 수천, 수만 개의 액셀러레이터들이 모여 만들어지기 때문에 특정 보드 안에 탑재된 한 쌍의 CPU와 GPU 안에서의 개선만으로는 충분치 않다. 전체 인프라에 연결되어 있는 이 엄청난 수의 CPU와 GPU들을 보다 더 효율적으로 활용할 수 있는 개선 방안이 필요하다. 이 지점에서 다시 주목을 받게 되는 것이 메모리반도체다. 더 정확히는 로직반도체들과 연결되어 있는 계층 구조의 변화이다.

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메모리의 위상 변화

폰 노이만 구조를 기반으로 발전해 온 현세대 시스템 구조는 대개 로직반도체의 하위계층에 D램과 스토리지로 이어지는 메모리반도체가 자리하게 된다. 연산과 저장, 다시 저장된 데이터를 로드해 연산으로 이어지는 연산 프로세스의 관점에서는 현시점에서 취할 수 있는 최선의 계층 구조이다.

문제는 하나의 단일 시스템이 아닌, 수많은 개별 서버를 모아 만들어지는 데이터센터나, 슈퍼컴퓨터 인프라에서는 이러한 계층 구조가 비효율을 가져온다는 것이다.

개별 워크로드의 관점에서는 당연히 연산 작업을 하는 로직반도체를 중심으로 메모리가 종속되어 있는 현재의 구조가 이상적이지만, 인프라는 이 전체 워크로드를 어떻게 효율적으로 처리할 수 있는지를 두고 설계되어야 한다. 현재 시스템상에서는 메모리가 로직의 하위 구조로 종속되어 있어, 워크로드를 최적의 효율로 배분하기 어렵다.

현재의 시스템은 각 로직이 개별 하부 메모리시스템을 가지고 있는 구조이다. 이러한 구조에는 몇 가지 문제점을 찾을 수 있는데, 하나의 로직에 메모리가 가득 차면 작업이 중단되고, 다른 로직의 여유 메모리는 활용되지 못하는 것이다. 이는 마치 중앙 물류 허브 없이 개별 배송센터들만 있는 물류 체계와 비슷하다. 한 배송센터의 창고가 가득 차면 그 센터는 더 이상 물건을 받을 수 없고 동시에 다른 배송센터들의 공간이 낭비된다. 이처럼 현재의 AI 인프라는 전체 시스템의 효율성을 떨어뜨리고 자원 관리가 어렵다는 문제를 가지고 있다.

구체적으로 현세대 AI 인프라들의 한계로 지적되는 것이 바로 메모리 용량의 한계이다. 공간 구성이나 I/O의 한계, 발열 등의 이유로 하나의 로직반도체와 직접 연결된 메모리의 크기는 한계값을 가진다. 이 때문에 한 번에 처리해야 할 데이터의 크기가 메모리의 크기를 벗어나는 순간 연산을 쪼개고 분할하고 다시 이것을 합치는 불필요한 프로세스가 더해지며 연산의 효율이 떨어진다.

두 번째는 분배의 한계이다. 개별 우체국들이 아무리 많은 창고를 가지고 있다고 한들, 그것이 옆 우체국의 창고 부족을 해소해 주기는 어렵다. 물론 AI 인프라 상에서는 고속의 데이터 이동이 가능하기 때문에 다른 서버의 리소스를 활용하는 것이 가능하지만, 그것이 가능하다는 이야기이지, 효율적이지는 않다는 것이다.

이러한 한계점들을 두고 우리가 꺼내 볼 수 있는 해결책은 물류에서처럼 AI 인프라에도 허브 개념을 도입하는 것이다. 이 개념이 바로 ‘메모리 풀링’이다.

메모리 풀링은 여러 개의 메모리를 하나로 묶어, 하나의 거대한 메모리 풀(Pool)을 만들고, 이 안에서 시스템이 필요한 만큼의 메모리를 가져다 쓰는 개념이다. 이를 통해 기본적으로 현재는 꿈꾸기 어려운 거대한 규모로 메모리 확장이 가능하다. 메모리 풀링의 또 다른 장점은 메모리 활용효율의 증대이다. 여러 개로 연산을 쪼개고 번번이 캐싱 작업을 해야 하는 이전의 수고로움이 사라진다. 하나의 거대한 풀 안에서 데이터가 캐싱되며 메모리가 개별적으로 나뉘어있던 분산 구조에서는 상상하기 어려울 만큼 높은 메모리 활용 효율을 달성할 수 있다.

아울러 이 메모리 풀링은 단순히 인프라 활용효율을 개선하는 것을 넘어, 로직반도체의 하부계층으로 종속되어 있던 메모리반도체가 시스템의 중심에 자리하게 되는 위상 변화를 기대하게 한다. CPU와 GPU 등의 로직반도체를 중심으로 설계되었던 현세대 시스템의 계층 구조가 메모리 중심의 계층 구조로 변화하고 있다는 것이다. 여기서 우리가 관심있게 살펴봐야 하는 것은 이와 같은 변화를 가능하게 하는 기술이다. 서로 다른 제조사들이 만든 CPU, GPU, 그리고 메모리를 상호 연결하기 위한 기술이 필요한데, 여기서 등장하는 단어가 바로 CXL이다.

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CXL, 완벽한 상호 연결체계로의 진화

CXL(Compute Express Link)은 위에서 약술한 문제들을 포함해 CPU와 GPU, 그리고 그사이에 위치한 메모리시스템 간 데이터흐름의 비효율을 개선하기 위한 방안이다. CXL의 핵심은 이 흐름을 최적화할 수 있도록 하나의 일관된 프로토콜 체계를 갖추는 것에 있다. 현재 활용되고 있는 *인터커넥트(Interconnect) 기술이 PCIe이기 때문에, 흔히 CXL을 PCIe를 대체하는 성격의 기술로 설명하기도 하지만 실제로 CXL은 PCIe를 ‘대체’하는 것보다는, PCIe를 기반으로 만들어진 생태계를 ‘개선’하는 것에 더 가까운 개념이다.

* 인터커넥트(Interconnect): 각 부품 사이의 데이터 전송 속도와 대역폭을 최적화하는 기술

이 개선의 개념은 표준화라는 단어로도 설명이 가능한데, 표준화를 통해 CPU와 GPU는 물론이고, D램과 스토리지가 모두 일관된 프로토콜 안에서 직접적인 소통이 가능해지게 되는 것이다. 그 개념 중 하나가 ‘캐시 일관성’이다. CXL 프로토콜 하에서는 한 프로세서가 데이터를 변경할 때 다른 프로세서의 캐시 데이터가 함께 업데이트되도록 한다. 이를 통해 연결된 CPU 혹은 GPU들이 추가적인 캐싱작업 없이 마치 하나의 캐시를 사용하는 것처럼 작동할 수 있다.

이와 같이 CXL을 통해 동종의 로직반도체는 물론, CPU와 GPU 혹은 CPU와 ASIC등 이종의 로직반도체들도 모두 직접적인 소통이 가능하다. 로직을 넘어 D램과 스토리지 등의 메모리반도체들과도 역시 직접적인 소통이 가능해지는 완벽한 상호 연결 체계가 만들어진다.

CXL은 이처럼 이종접합으로의 진화를 완성하기 위한 핵심 기술이 됨과 동시에 CPU와 GPU를 넘어 D램과 스토리지로 이어지는 전체 계층 구조의 추가적인 변화를 예상케 한다. 앞서 설명한 메모리 풀링(Type 3)은 이 CXL이 가지고 올, 계층 구조의 변화 양태 중 하나이다.

2019년 관련 컨소시엄이 구성된 이후, CXL표준이 꾸준히 업데이트되어 오면서 작년 5월 CXL 3.0까지 표준이 제정되었다.  2019년 제정된 CXL1.1에서는 개별 로직반도체와 내부 메모리 간의 연결에 대한 협소적 표준에 머물렀으나, 2020년 CXL 2.0에서는 다수의 로직반도체들과 메모리풀이 연결되는 형태로 진화하였다. 작년 중순 제정된 CXL 3.0에서는 다수의 프로세서와 다수의 메모리풀을 다중 연결하는 형태로 미래 방향성을 제시하고 있다.

현재 반도체 업계는 해당 로드맵을 따라 상용화를 위한 작업에 한창이다. 특히 한국의 메모리 기업이 CXL 상용화를 최선두에서 이끌고 있다는 점이 인상적이다. 삼성전자는2021년 업계 최초로 CXL기반의 D램 기술을 개발한 데 이어, 2023년 5월에는 CXL2.0 표준 기반의 D램을 개발하였고, 올해는 CXL 2.0을 지원하는 CMM-D(CXL Memory Module DRAM) 제품을 출시하며 상용화에 속도를 높이고 있다.

한편, 로직반도체 분야에서도 이미 인텔과 AMD 양측의 서버용 제품이 모두 이 CXL을 지원하고 있다. 특히 CXL 컨소시엄을 주도해 온 인텔이 올해 6월 CXL2.0을 지원하는 시에라포레스트(제온6)를 내놓으며 CXL의 시대가 임박했음을 알렸다. 작년 기준으로는 이 CXL 표준을 지원하는 서버의 수가 10%에 불과했지만, 올해부터 급격한 보급이 이뤄질 것임을 기대하게 하는 또 하나의 배경이다.

물론 우려스러운 부분도 있다. CXL의 적용은 분명 로직반도체 하위 계층에 종속되어 있던 메모리반도체가 시스템의 중심으로 떠오르는 위상 변화를 기대하게 하지만, 한편으로는 CXL 도입을 통한 메모리 반도체 수요 감소의 문제가 제기되고 있다. 메모리 활용 효율이 증가하면, 그만큼 불용 부분에 대한 수요가 감소하게 된다는 것이 이러한 반론이 제기되는 배경이다.

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CXL의 도입, 새로운 변화의 시작

과거 HBM 등장 시기에도 비슷한 고민이 있었다. 대개는 시기상조라거나 상용화하기에 어려울 것이란 회의론들이었다. 당시 회의론이 내세운 근거는 나름의 설득력이 있어 보였다. 복잡한 3D 스택 구조, 제조 공정의 난이도, 그로 인한 수율 감소, 추가되는 공정 프로세스들로 인해 잃게 되는 비트 생산량의 감소, 이어지는 매출의 잠식이 당시에는 너무도 치명적으로 느껴졌다.

2024년이 된 지금에 와서 그때의 회의론들은 복기해 보면, 그것이 그저 모두 기우였음을 잘 알 수 있다. 잃어버리는 것들만 보고 반대편에서 얻게 될 것들을 그때는 미처 계산하지 못했던 것이다. 관련해 우리가 복기해 볼 부분은 오늘날 시장이 CXL을 바라보는 관점도 그때 시장이 HBM을 바라보던 관점과 꽤나 닮아 있다는 점이다.

CXL의 도입은 기본적으로 기존에 사용하지 않았던 새로운 형태로 인프라를 재편해야 하는 것을 의미하고, 이것은 구축, 유지, 보수, 확장의 관점에서 새로운 챌린지를 야기한다. 이와 더불어 앞서 언급한 대로 실제 CXL의 보급이 현실화된다 해도 CXL이 인프라의 메모리 활용 효율을 증가시키는 동안 그만큼의 수요는 분명히 사라질 수 있다. 다만 그 위험 요소에 대해서는 이처럼 명확히 조망하되, CXL의 가능성을 조망하면서도 잃어버리게 되는 것들의 반대급부들, 다시 말해 그 반대편에서 만들어지는 기회들 역시 함께 계산해야 한다는 것이다.

또한 CXL의 도입은 기본적으로 수요자들로 하여금 인프라 투자를 두고 고민하게 만들었던 메모리 확장의 문제를 해결해 준다. 메모리가 로직반도체에 종속 된 현재, 인프라 시스템의 확장을 위해서는 로직반도체와 메모리반도체를 함께 업그레이드해야 하지만, CXL 2.0 이상의 플랫폼에서는 메모리 증설을 통해 추가적인 성능향상을 꾀할 수 있다. 90년대 우리가 486, 586 컴퓨터 업그레이드를 위해 가장 먼저 투자했던 것이 메모리였던 것과 같은 개념이다. 이처럼 CXL 도입의 시스템구조가 메모리를 중심으로 재편되는 것뿐만 아니라, 기업들의 인프라 증설과 확장에서 메모리가 최우선 순위가 되는 변화를 불러오게 될 것이다. 

이처럼 새로운 시대는 모두가 익히 아는 것들 속에서 새삼스럽게 찾아온다. 그리고 CXL의 시대도 그렇게 찾아올 것이다. 메모리반도체 시장의 미래를 조망해 보고 싶은 이들이 있다면 CXL을 주목해 보는 것은 어떨까? 확실한 것은 그 이야기들 속에서 AI반도체 시장의 미래 모습 중 아마도 가장 유력한 시나리오의 모습을 엿볼 수 있다는 것이다.

. 비하인드 더 칩

※ 본 칼럼은 외부 필진의 견해로, 삼성전자 DS부문의 공식 입장과 다를 수 있습니다.

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메모리가 직접 연산까지 한다면? 삼성전자 반도체가 입이 떡 벌어지는 차세대 메모리 기술을 공개했습니다. 3월 28일(현지시각 기준) 미국 캘리포니아에서 열린 ‘MemCon 2023’에서 말이죠.

더 빠르고 강력한 효율을 자랑하는 메모리 제품, ‘PIM(Processing In Memory)’과 ‘CXL(Compute Express Link)’ 인터페이스 기반의 ‘PNM(Processing near Memory)’이 그 주인공들이었는데요. 추후 이 제품들을 활용한 기술들이 대중화되면, 초거대 AI의 맞춤형 솔루션으로 자리잡을 수 있다는 사실! 앞으로 어떤 놀라운 활약을 보여줄지 기대되지 않나요?

삼성전자 반도체가 메모리에 진심일 수밖에 없는 이유, 삼반뉴스를 통해 들어보세요.

*MemCon: AI 관련 메모리 솔루션을 보다 심층적으로 다루기 위해 올해 처음으로 개최되는 학회

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글로벌 IT 기업과 애널리스트, 미디어 등 800여 명이 참석한 가운데 시스템LSI사업부, 메모리사업부 세션이 오전과 오후 각각 진행되었습니다. 두 사업부의 글로벌 경쟁력이 돋보였던 ‘삼성 테크 데이 2022’ 현장을 함께 가보시죠!

시스템LSI사업부, ‘통합 솔루션 팹리스’를 목표하다!

시스템LSI사업부는 이번 행사에서 시스템 반도체 제품 간 시너지 극대화를 통해 ‘통합 솔루션 팹리스’로 거듭나겠다고 발표했는데요. 삼성전자 시스템LSI사업부장 박용인 사장은 4차 산업혁명 시대에서 시스템 반도체의 중요성과 앞으로의 비전에 대해 키노트 연설을 펼쳤습니다.

박용인 사장은 키노트 연설에서 “사물이 사람과 같이 학습과 판단을 해야 하는 4차 산업혁명 시대에서 인간의 두뇌, 심장, 신경망, 시각 등의 역할을 하는 시스템 반도체의 중요성은 그 어느 때보다 커질 것입니다”라며, “삼성전자는 SoC, 이미지센서, DDI, 모뎀 등 다양한 제품의 주요 기술을 유기적으로 융합해 4차 산업혁명 시대를 주도하는 ‘통합 솔루션 팹리스’가 될 것입니다”라고 전했습니다.

이어진 세션에서는 인간 수준에 가까운 기능을 구현하는 성능의 첨단 시스템 반도체 개발 계획이 공개되었습니다. NPU, 모뎀과 같은 주요 IP 성능 향상과 동시에 업계 최고 수준의 CPU, GPU 개발 등 SoC의 핵심 경쟁력을 강화하고, 사람의 눈에 가까운 초고화소 이미지센서와 오감 감지 센서도 개발할 계획을 밝혔습니다.

이번 행사에는 삼성전자의 차세대 첨단 시스템 반도체 제품을 선보이는 전시 부스도 마련되어 많은 참관객들의 발길이 이어졌습니다.

전시에는 차세대 차량용 SoC ‘엑시노스 오토 V920’, 5G 모뎀칩 ‘엑시노스 모뎀 5300’, QD(Quantum Dot) OLED용 DDI 등 신제품과 프리미엄 모바일AP ‘엑시노스(Exynos) 2200’, 업계 최소 픽셀 크기의 2억 화소 이미지센서 ‘아이소셀(ISOCELL) HP3’, ‘생체인증카드’용 지문인증IC 제품 등이 공개되었습니다.

특히, 2억 화소 이미지센서를 직접 체험해 보는 데모 세션이 참관객들의 이목을 끌었는데요. 많은 참관객들이 이미지센서가 탑재된 스마트폰으로 직접 촬영해 보고, 사진의 선명한 화질을 바로 확인하면서 매우 놀라워하는 등 뜨거운 반응을 보였습니다.

한편, 시스템LSI사업부 박용인 사장은 이번 삼성 테크 데이 행사의 의미를 묻는 질문에 “4차 산업혁명은 사람이 하던 판단과 지시를 반도체와 기계가 하게 됩니다. 시스템LSI사업부는 사람의 모습을 반도체로 구현하고자 합니다. 고객, 파트너들과 우리가 가고자 하는 방향을 논의하고, 공조하기 위해서 이 자리를 마련했습니다.”라고 답했습니다.

메모리사업부, 차세대 제품 로드맵 공개!

메모리사업부는 이번 행사에서 ‘5세대 10나노급 D램’, ‘9세대 V낸드’ 등 차세대 제품 로드맵을 공개했는데요. 삼성전자 메모리사업부장 이정배 사장의 연설을 시작으로 본격적인 행사가 진행되었습니다.

이정배 사장은 오프닝 연설에서 “디지털 전환(Digital Transformation)은 빠르게 변화하고 있고, 동시에 반도체 수요도 급격히 증가하고 있습니다.”라며, “향후 고대역폭, 고용량, 고효율의 메모리를 통해 다양한 새로운 플랫폼과 상호진화(Coevolution)하며 발전해 나갈 것입니다.”라고 밝혔습니다.

삼성전자 메모리사업부는 이번 삼성 테크 데이를 통해 2023년 ‘5세대 10나노급 D램’ 양산, 2024년 9세대 V낸드 양산 및 2030년 1,000단 V낸드 개발, 차량용 메모리∙차세대 스토리지∙SMRC 등 진화된 솔루션 등의 계획을 공개했는데요. 기술적 한계를 극복해 품질 만족도를 높이고 고객과 동반성장하는 비즈니스 모델을 통해 지속적인 발전을 이뤄나갈 예정입니다.

한편, 메모리사업부 이정배 사장은 다음과 같이 이번 행사의 의미와 개최 소감을 전했습니다.

“이번 행사를 통해 업계 리더로서 삼성전자 메모리사업부가 준비해온 메모리 반도체 제품과 로드맵, 그리고 미래전략을 우리 고객, 파트너들과 공유할 수 있었습니다. 그동안 팬데믹으로 막혀 있었던 대면 소통이 다시 이뤄지게 되어 무엇보다 기쁘게 생각합니다. 기술자들도 소통이 무엇보다 중요하기 때문인데요. 고객, 파트너들과 한자리에서 호흡하고 소통하는 것이 매우 중요하다고 생각하고, 그런 면에서 오랜만에 오프라인으로 개최된 이번 행사가 무척 반갑습니다.”

‘삼성 테크 데이 2022’ 행사에 참여한 고객사와 파트너사들의 소감도 함께 들어봤습니다.

삼성전자가 수많은 기술 분야에서 선두를 계속 지켜 나갈 것 같아요. 반도체는 물론이고, 머신러닝, 차세대 인공지능, IoT 등 이곳에서 얘기된 모든 기술들이 앞으로 우리 삶의 엄청난 영향을 끼칠 겁니다.

애런 거져 Aaron Gerger

제가 알고 있는 얼굴들을 만나고, 새로운 사람을 알게 되는 것은 사람들이 가지고 있는 생각을 나누는 것만큼 정말 신나는 일입니다. 이렇게 하면서 우리가 올바른 방향으로 나가고 있고, 또 새로운 아이디어가 나온다는 것을 다시금 확인할 수 있었습니다.

에밋 상하니 Amit Sanghani

‘삼성 테크 데이 2022’를 마지막으로 미국 실리콘밸리에서 3일간 진행되었던 삼성전자 반도체의 행사가 성황리에 마무리되었습니다. 3년 만의 오프라인 행사였던 만큼, 현장은 차세대 반도체 제품과 신기술을 향한 뜨거운 열정으로 가득했습니다. 앞으로도 삼성전자 반도체는 기술적 한계를 극복해 품질 만족도를 높이고, 고객, 파트너, 협력사와 함께 성장해 나가는 반도체 생태계를 위해 노력할 것입니다.

영상으로 만나보는 ‘삼성 테크 데이 2022’

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복잡한 반도체의 개념을 속 시원히 알려주는 삼성전자 <반도체 백과사전> 시리즈! 지난번 메모리 반도체를 소개한데 이어, 이번에는 대표적인 메모리 제품인 D램(DRAM)을 완벽 정리했습니다. D램의 처리 속도가 빠른 이유부터 DDR D램 세대 구분, 저전력 D램 LPDDR 등 다양한 종류까지! D램에 대한 모든 것을 공개합니다.

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한국반도체산업협회 회장을 맡고 있는 삼성전자 메모리사업부장 이정배 사장이 개회사로 반도체의 날의 본격적인 시작을 알렸습니다. 이정배 사장은 “1991년 설립된 협회는 지난 30년 동안 한국 반도체 산업과 함께 성장해 왔으며 이제 명실공히 대한민국 반도체 산업의 대표기관으로 자리매김했다”며, “세계 1위 반도체 강국을 위해 협회의 미래 30년은 반도체 산업의 미래 발전전략을 수립하고, 추진해 나아가는 데에 모든 역량을 집중하겠다”고 전했습니다.

이어 문승욱 산업통상자원부 장관은 “코로나19에 따른 공급망 불안에도 불구하고 우리 경제의 든든한 버팀목 역할을 담당하는 반도체 업계의 노고에 감사한다”며 “정부도 지난 5월 발표한 K-반도체 전략을 차질 없이 이행해 민간 투자를 적극적으로 뒷받침하고 세계 최고의 반도체 공급망을 구축하겠다”고 힘주어 말했습니다. 또한 문 장관은 반도체 산업의 꾸준한 성장을 위해 전문 인력 양성에 집중할 필요가 있다는 점을 당부하며 축사를 마무리했습니다.

세계 최고의 모바일•서버용 D램 개발과 양산에 기여한 공로를 인정받다!
삼성전자 메모리사업부장 이정배 사장 ‘금탑산업훈장’ 수상

이날 행사에서는 국내 반도체 산업 발전에 각고의 노력을 기울인 유공자 52명에 대한 포상도 진행되었습니다. 특히, 올해부터 반도체 산업 발전 유공자에 대한 최고 영예 훈격이 금탑산업훈장으로 격상되면서 수상자에 대한 관심이 그 어느 때보다도 뜨거웠는데요.

그 첫 번째 영예는 세계 메모리 반도체 시장에서 점유율 1위를 지속 달성하고, 세계 최고의 D램 제품을 개발하고 양산한 삼성전자 메모리사업부장 이정배 사장에게 돌아갔습니다.

반도체 산업 발전에 이바지한 삼성전자 임직원들, ‘산업통상자원부장관표창’을 수상하다!

산업훈장에 이어 반도체 산업 발전에 기여한 유공자들의 수상이 계속해서 이어졌습니다. 삼성전자도 3명의 임직원들이 산업통상자원부장관표창 수상의 영예를 안는 쾌거를 이뤘는데요.

먼저 반도체연구소 공정개발실 Flash공정개발팀 민재호 님은 삼성전자의 초고집적 메모리 반도체 구현을 위해 혁신적인 평면ㆍ수직 패터닝 기술 개발로 집적화 기술 한계를 극복한 점을, 파운드리사업부 기술개발실 PA2팀 박호우 님은 LSI 제품향 CMOS 이미지 센서 공정 개발을 주도하고 소자 특성 고도화를 통해 제품 경쟁력 향상에 기여한 공로를 인정받아 표창을 수상했습니다.

이어 수상한 글로벌인프라총괄 메모리제조기술센터 메모리EDS팀 이상훈 님은 D램 및 V낸드 등 최신 메모리 제품의 테스트 공정 구축에 필요한 기술 개발을 주도해 제품의 성공적인 양산 적용에 기여한 점과 테스트 설비, 인프라의 국산화 개발을 통해 협력사와의 동반성장 기회를 제공한 점을 인정받았습니다.

또한, Syetem LSI사업부 SOC개발실 SOC설계팀 김동근 님은 NPU(신경망 처리 프로세서), 5G NR 지원 모뎀을 내재화한 제품을 비롯해 다수의 모바일 SOC 칩 개발과 상용화에 기여한 성과를 바탕으로 협회장상을 수상하기도 하였습니다.

세계 반도체 시장은 4차 산업혁명 시대를 맞아 새로운 시장 선점을 위해 총성 없는 전쟁을 벌이고 있다고 해도 과언이 아닌데요. 앞으로도 세계 최고의 반도체 공급망 구축에 힘을 쏟으며 K-반도체의 밝은 미래를 만들어 나갈 삼성전자의 행보를 기대해 주세요!

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삼성전자가 메모리, 시스템 반도체와 함께 LED 제품까지 ‘탄소 발자국’ 인증을 확대했습니다.

메모리 반도체 20종 카본 트러스트 ‘제품 탄소 발자국‘, 5종은 실제 탄소 배출량 감소 인정받아 ‘탄소저감 인증‘ 획득

삼성전자는 차세대 메모리 반도체 제품 20종^[1] 이 카본 트러스트로부터 ‘제품 탄소 발자국’ 인증을 취득하고, 지난해 ‘제품 탄소 발자국’ 인증을 받은 메모리 반도체 5종의 후속 제품은 탄소 저감을 인정받아 ‘탄소저감 인증’을 획득했다고 밝혔습니다.

[1] SODIMM(8GB/16GB), LPDDR5(8GB/12GB/16GB), RDIMM(16GB/32GB), 980 PRO SSD(250GB/500GB/1TB/2TB), HBM2E(16GB), GDDR6(16Gb), UFS 3.1(128GB/256GB), microSD EVO Select(64GB/256GB/512GB), Portable SSD T7(500GB/2TB)

* 카본 트러스트(The Carbon Trust): 2001년 영국 정부가 설립한 비영리 기관으로, 탄소 배출 절감을 위한 신기술, 혁신 등에 대한 지원과 정보 공유, 인증을 담당
* ‘제품 탄소 발자국’인증: 제품의 생산부터 폐기까지 발생하는 탄소를 탄소 발자국 산정 표준에 맞추어 산정한 제품에 부여하는 인증

삼성전자는 지난 9월 시스템 반도체 제품 4종에 이어 SODIMM(8GB/16GB), LPDDR5(8GB/12GB/16GB) 등 메모리 제품 20종에 대해서 ‘제품 탄소 발자국’ 인증을 추가로 획득했습니다. 또한, 메모리 제품 5종(HBM2E(8GB), GDDR6(8Gb), UFS 3.1(512GB), Portable SSD T7(1TB), microSD EVO Select(128GB)은 ‘탄소저감 인증’을 받았습니다.

‘탄소저감 인증’은 ‘제품 탄소 발자국’ 인증을 받은 제품 또는 그 후속 제품의 생산과정에서 발생하는 탄소 배출량을 실제로 감소시켰을 때 부여 받는 인증입니다. 해당 5개 제품의 생산과정에서 저감한 탄소 배출량을 환산^[2]하면 약 68만 톤으로 이는 30년생 소나무 약 1억 그루가 한 해 흡수하는 탄소량과 동일합니다.

[2] 5개 제품 각각의 출시일로부터 ’21년7월까지 판매된 제품 수 기준

삼성전자는 이전 세대보다 크기가 줄어들고 생산성이 향상된 차세대 메모리 칩으로 인해 제품 당 전력 사용량과 투입 원자재량 감축에 성공할 수 있었습니다. 더불어, 제품의 소비전력 효율을 높이는 동시에 일부 제품의 포장재 소재를 플라스틱에서 종이 포장재로 변경해 제품의 생산과 유통 전 과정에서 탄소 발생을 최소화했습니다.

전장 LED 패키지 4종은 업계 최초로 UL의 ‘탄소발자국 인증‘취득

이 외에도, 삼성전자의 전장 LED 패키지 제품 4종 ‘C-Series’ (Gen3 3W White, Gen3 3W Amber, Gen2 3W White, Gen2 3W Amber)는 업계 최초로 UL의 ‘탄소발자국 인증’을 받았습니다.

* UL: 전세계 기업 및 조직이 안전, 보안 및 지속 가능성 목표를 달성할 수 있도록 제품 안전 시험 및 인증을 비롯해 환경 시험, 헬스케어 인증, 교육 등 안전, 보안, 지속가능성과 관련된 서비스를 제공하는 글로벌 안전 과학 기업

이번에 인증을 받은 제품은 기존 내연기관차의 탄소 배출량 저감에 기여하고, 전력소모를 줄여 더욱 오랫동안 전기차 배터리를 사용 할 수 있게 합니다.

삼성전자는 최근 완성차 업계의 친환경 트렌드에 맞춰 제조 과정에서부터 탄소 배출량을 줄일 수 있는 LED 제품군 개발을 지속해나갈 계획입니다.

카본 트러스트 인증위원장 휴 존스(Hugh Jones)는 “삼성전자는 최근 반도체 전 제품군으로 친환경 인증을 확대해 나가고 있다”며, “삼성전자의 이러한 노력이 업계 전반으로 확대되어 반도체 업계 전체가 지속가능한 방향으로 성장하길 기대한다”고 밝혔습니다.

UL 소비재 부문 부사장 더그 록카드(Doug Lockard)는 “삼성전자는 이번 전장 LED 패키지 4종 ‘탄소발자국 인증’을 통해 자동차 제조업체들의 환경 친화적인 제품 선택에 더욱 많은 기회를 제공하게 됐다”며, “각 제품의 탄소 배출량을 정확하게 산정하는 삼성전자와 같은 기업들이 늘어나, 자동차용 제품들이 더욱 친환경적이 되길 기대한다”고 말했습니다.

삼성전자 DS부문 지속가능경영사무국 장성대 전무는 “지속가능경영을 위한 삼성전자의 환경친화적인 활동이 전 세계적으로 인정받고 있다”며, “삼성전자는 반도체 제품의 전과정에서의 탄소 배출을 줄이기 위한 노력을 통해 초격차 기술력을 넘어 친환경 반도체 제품 개발 노력을 계속해 나가겠다”고 밝혔습니다.

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삼성전자 DS부문 임직원들의 하루 일과를 밀착 취재하는 ‘반도체 브이로그’! 아홉 번째 에피소드의 주인공은 메모리사업부 Solution개발팀 이선태님입니다. 하나의 반도체 제품이 개발되는 전 과정을 책임지는 PMO(Project Management Office)로서 업무를 완벽하게 해결하는 동시에 사내 활동은 물론, 반도체대전에 참석해 반도체 트렌드를 살피는 모습까지! 반도체에 대한 무한 열정을 느낄 수 있었는데요. 하루 24시간이 모자란 이선태님의 하루를 영상을 통해 확인하세요!

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첫 번째 시리즈의 주인공은 비휘발성 저장매체의 대표 주자, HDD (Hard Disk Drive)와 SSD (Solid State Drive)입니다. ‘하드’라는 이름으로 더 익숙한 HDD는 오랫동안 PC의 대용량 저장매체로 사용되었지만, 최근에는 SSD로 빠르게 대체되며 저장매체의 패러다임이 바뀌고 있는데요. 같은 듯 다른 HDD와 SSD는 어떤 차이점이 있을까요?

HDD가 LP판이라면, SSD는 MP3!

여러분은 음악을 들을 때 어떤 기기를 사용하시나요? 요즘은 스마트폰을 이용하는 것이 가장 일반적이지만, 음악을 듣는 기술은 LP판부터 카세트, MP3를 거쳐 발전해왔습니다. 이 중 HDD는 LP판, SSD는 MP3에 비유해볼 수 있죠.

LP판을 자세히 살펴보면 미세한 홈이 파인 것을 볼 수 있는데요. 이 LP판을 턴테이블에 올린 뒤 회전시키면, 바늘이 홈을 읽어 음악을 재생합니다.

HDD도 동일한 원리입니다. HDD는 자성을 띠는 원형 디스크인 플래터(Platter)와 이 플래터 위를 쉴새 없이 움직이는 헤드(Head)로 구성되어 있는데요. 돌아가는 LP판의 홈을 바늘이 읽는 것처럼, HDD의 헤드는 회전하는 플래터의 데이터를 읽고 씁니다.

SSD는 MP3 방식으로 이해하면 쉽습니다. 물리적인 회전을 이용했던 LP판과 달리 MP3는 디지털 방식으로 음악을 들을 수 있는데요. SSD 역시 메모리 반도체를 사용하며 HDD의 물리적 한계를 넘어서게 되죠.

이제 두 저장매체의 차이점을 좀 더 자세히 살펴볼까요?

회전해서 데이터를 저장하는 HDD(Hard Disk Drive)

혹시 PC를 부팅할 때 원판이 돌아가는 소리를 들어보신 적 있나요? 이 소리는 바로 HDD의 데이터 저장매체인 플래터(platter)가 고속으로 회전하는 소리입니다. 물리적으로 돌아가는 모터 방식이기에 소음이 발생하는 것이죠. 때문에 소비 전력도 높고 발열 문제가 수반된다는 특징이 있습니다.

HDD는 데이터 처리 속도도 상대적으로 느립니다. 아무래도 플래터가 돌아가는 속도에 한계가 있고, 데이터를 처리하기 위해 데이터가 저장된 위치로 헤드를 옮기는 시간도 걸리기 때문이죠. 충격에 의해 헤드 같은 내부 장치가 손상될 수 있어 내구성도 약합니다.

메모리 반도체에 데이터를 저장하는 SSD(Solid State Drive)

SSD는 데이터 저장 장치로 메모리 반도체(낸드플래시)를 채택하며 HDD의 한계를 넘어섭니다. 가장 큰 차이점은 데이터 읽기/쓰기 속도를 압도적으로 높였다는 점인데요. 모터가 없으니 소음도 발생하지 않고, 소비전력과 발열도 적습니다. 또한 내부에 움직이는 부품이 없기 때문에 외부 충격으로 손상될 가능성이 낮아 데이터를 안전하게 유지할 수 있죠.

SSD는 메모리 반도체 기술력이 높아질수록 성능도 좋아지기 때문에 발전 가능성이 무궁무진한데요. 삼성전자는 독자적인 기술력으로 SSD 기술을 선도하고 있습니다. 특히 지난 7월 출시한 ‘870 QVO’는 소비자용 SATA 인터페이스 기반 SSD 중에서는 업계 최초로 무려 8TB까지 용량을 확대한 바 있죠. 이러한 추세라면 SSD가 HDD를 완전히 대체하는 날이 머지 않은 것 같습니다.

지금까지 HDD와 SSD의 개념과 차이점에 대해 살펴보았습니다. 앞으로도 어려운 반도체 이야기를 누구나 쏙쏙 이해할 수 있도록 소개할 예정이니 많은 관심 부탁드립니다!

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