글로벌 반도체 학회 ‘MemCon 2024’는 AI 시대에 걸맞은 미래 메모리 솔루션에 대해 깊이 있게 다루는 장으로 다양한 글로벌 IT 기업들이 참여했다.

삼성전자는 이번 ‘MemCon 2024’에서 미래 컴퓨팅 패러다임의 초석, HBM과 CXL 솔루션에 대해 발표하고 업계 리더로서의 비전을 공유했다. HBM은 AI에 필요한 필수적인 속도와 극한의 대역폭을 제공하며, CXL은 여러 개의 인터페이스를 하나로 통합해 용량과 대역폭을 확장시킨다.

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☐ 메모리 기술 혁신 없이는 인공지능 발전이 계속될 수 없다

삼성전자는 1992년부터 30년 이상 메모리 제품 기술 분야에서의 리더십을 바탕으로 선제적인 투자를 했으며, 이를 바탕으로 적시에 최고 품질의 제품을 공급해왔다.

최근 몇 년 메모리 시장 침체에도 불구하고 삼성전자는 기술 개발과 시설 투자에 자원을 아끼지 않았으며, 작년 D램 41%, 낸드플래시 32%의 시장 점유율을 기록하는 등 메모리 시장에서 굳건한 리더십을 이어가고 있다.

AI 기술 성장에는 메모리 반도체의 발전이 필수적이다. 시스템 고성능화를 위한 고대역폭, 저전력 메모리는 물론 새로운 인터페이스와 적층 기술도 요구되고 있다.

삼성전자는 D램 기술 초격차 유지를 위해 10nm 이하 D램에 수직 채널 트랜지스터(VCT, Vertical Channel Transistor)를 활용하는 새로운 구조에 대한 선제적인 연구 개발을 진행하고 있으며, 2030년 3D D램 상용화에 나설 계획이다.

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☐ 삼성전자, AI 시대의 메모리 솔루션 준비 현황

2024년 하반기는 HBM 공급 개선으로 AI 서버 확산이 가속화될 뿐만 아니라, Conventional 서버와 스토리지 수요도 증가하는 선순환이 뚜렷하게 나타날 것으로 예상된다.

삼성전자는 2016년 업계 최초로 고성능 컴퓨팅(HPC)용 HBM 사업화를 시작하며, AI용 메모리 시장을 본격적으로 개척했고, 2016년부터 2024년까지 예상되는 총 HBM 매출은 100억 불이 넘을 것으로 전망된다.

삼성전자는 HBM3E 8단 제품에 대해 지난달부터 양산에 들어갔으며, 업계 내 고용량 제품에 대한 고객 니즈 증가세에 발맞추어 업계 최초로 개발한 12단 제품도 2분기 내 양산할 예정으로 Ramp-up 또한 가속화할 계획이다.

앞으로 삼성전자는 성장하는 생성형 AI용 수요 대응을 위해 HBM 캐파 확대와 함께 공급을 지속 늘려나갈 것이다.

한편 온디바이스 AI(On-Device AI) 관련 제품 또한 확대 중이다. PC·노트북 D램 시장의 판도를 바꿀 LPCAMM2를 2023년 9월 업계 최초로 개발했고, 기존 LPDDR 대비 고대역폭을 가지고 있어 기기에서 생성되는 데이터를 실시간으로 처리할 수 있는 LLW(Low Latency Wide I/O)를 개발 중에 있다.

또한 기존 D램과 공존하며 시스템 내 대역폭과 용량을 확장할 수 있는 CMM-D는 거대 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 주목받을 것으로 예상되며, 삼성전자는 CXL 메모리 생태계 구축을 위해 제품 개발 및 사업 협력을 선도하고 있다.

이 밖에도 미래 AI 시대를 대비하기 위해 컴퓨테이셔널 메모리(Computational Memory), 첨단 패키지(Advanced Package) 기술 등을 통해 새로운 솔루션 발굴을 추진하고 있다.

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☐ 고객 맞춤형으로 진화하는 차세대 HBM

최근 HBM에는 맞춤형(Custom) HBM이라는 표현이 붙기 시작했다. 이는 AI 반도체 시장에서 메모리 반도체가 더 이상 범용 제품이 아니라는 것을 의미한다고 볼 수 있다.

삼성전자는 고객별로 최적화된 ‘맞춤형 HBM’ 제품으로 주요 고객사들의 수요를 충족시킬 계획이다. HBM 제품은 D램 셀을 사용하여 만든 코어 다이와 SoC와의 인터페이스를 위한 버퍼 다이로 구성되는데, 고객들은 버퍼 다이 영역에 대해 맞춤형 IP 설계를 요청할 수 있다.

이는 HBM 개발 및 공급을 위한 비즈니스 계획에서부터 D램 셀 개발, 로직 설계, 패키징 및 품질 검증에 이르기까지 모든 분야에서 차별화 및 최적화가 주요 경쟁 요인이 될 것임을 의미한다.

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☐ 차세대 HBM 초격차를 위해 종합 반도체 역량 활용

변화무쌍한 AI 시대에서 고객들이 원하는 시스템 디자인을 완벽히 이해하고, 미래 기술 환경까지 고려해 시스템의 발전을 예측하고 주도하기 위해서는 종합 반도체 역량을 십분 활용해야 한다.

삼성전자는 차세대 HBM 초격차 달성을 위해 메모리뿐만 아니라 파운드리, 시스템LSI, AVP의 차별화된 사업부 역량과 리소스를 총 집결해 경계를 뛰어넘는 차세대 혁신을 주도해 나갈 계획이다.

이를 위해 삼성전자는 올 초부터 각 사업부의 우수 엔지니어들을 한데 모아 차세대 HBM 전담팀을 구성해 맞춤형 HBM 최적화를 위한 연구 및 개발에 박차를 가하고 있다.

삼성전자는 업계에서 단시간에 따라올 수 없는 종합 반도체 역량을 바탕으로 AI 시대에 걸맞은 최적의 솔루션을 지속적으로 선보일 예정이다.

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전 세계적인 AI 열풍 속에서 관련 하드웨어, 소프트웨어 등이 급성장함에 따라 AI가 인간의 지적 수준까지 발전하고 있다. 삼성전자는 초거대 AI 시장을 대응하기 위해 DDR5(Double Data Rate 5), HBM(High Bandwidth Memory), CMM(CXL Memory Module) 등 응용별 요구 사항에 기반한 다양한 메모리 포트폴리오를 시장에 제시하고 공급 중이다.

삼성전자는 다가오는 ‘CES 2024’에서 AI용 최첨단 메모리 솔루션을 대거 공개하고, 업계 리더로서 압도적인 기술력을 선보일 계획이다.

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AI 기술 진보에 정해진 한계와 영역은 없다

AI는 우리 삶의 모든 영역에서 근본적인 변화를 만들어 내고 있다. 직장에서는 문서 작업, 데이터 분석 등에서 생산성 극대화를 이끌어 내고 있고, 집에서는 다양하고 편리한 서비스를 통해 우리 삶을 윤택하고 즐겁게 만들고 있다. 이제는 ChatGPT 같은 생성형 AI 서비스가 우리 삶에 새로운 패러다임을 가져왔다고 해도 과언이 아니다.

AI는 클라우드에서 처음 시작됐지만, 현재는 다른 응용과 플랫폼으로 급속히 확산되고 있다.  보안과 응답성 등을 고려해 스마트폰, 컴퓨터, 자동차 등 단말단에서의 온디바이스 AI(On-Device AI) 구현이 필요한 상황으로, 충분한 컴퓨팅과 메모리를 탑재하기 위한 기술적 검토가 적극 진행되고 있다.

현재 가장 핵심이 되고 있는 클라우드(Cloud), 온디바이스(PC/Client/Mobile) AI, 차량(Automotive) 세 가지 영역의 기술 동향과 메모리 요구 사항을 살펴보고, 삼성전자의 핵심 포트폴리오를 소개하고자 한다.

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AI 기술 혁신을 이끌 클라우드용 솔루션 ‘HBM3E, DDR5, MRDIMM, PCIe Gen5 SSD’

데이터센터는 AI 관련 연산 처리와 원활한 서비스를 위한 핵심 인프라로 ChatGPT, Bard, Bing Chat 등이 데이터센터를 통해 제공되는 대표적인 서비스이다.

단시간에 수십억 개의 파라미터와 수많은 데이터가 오고 가는 상황에서 메모리 대역폭과 용량이 충분하지 않다면 전체 시스템에서 병목 현상을 일으킬 수 있고, GPU를 충분히 활용할 수 없는 상황이 생길 수 있다.

이러한 AI 응용을 서비스하는 데이터센터를 운영하는데 있어 가장 큰 고민은 결국 ‘총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership)’이다. TCO를 줄이기 위한 업계의 노력은 지속되고 있으며, 특히 메모리 성능, 용량 요구도 다양해지고 있다. 이에 삼성전자는 모든 업체들이 선택 가능한 클라우드용 최적 솔루션을 제시하고 있다.

HBM3E 샤인볼트(Shinebolt)

현재 AI용 메모리로 주목받고 있는 ‘HBM3E’는 12단(적층) 기술을 활용해 최대 1,280GB/s의 대역폭과 최대 36GB(기가바이트)의 고용량을 제공한다.

기존 HBM3 제품 대비 성능과 용량이 50% 이상 개선됐으며, 초거대 AI 모델이 요구하는 메모리 성능과 용량을 만족시킬 것으로 기대된다.

32Gb DDR5 D램

삼성전자는 작년 9월 업계 최초로 12나노급 공정을 활용해 32Gb(기가비트) DDR5 고용량 제품을 개발했으며, 현재 주요 칩셋 업체와 고객에게 샘플을 공급 중이다.

동일 패키지 사이즈에서 TSV(Through Silicon Via) 공정 없이 128GB의 고용량 모듈 구현이 가능하며, TSV 적용 시 최대 1TB(테라바이트)의 모듈까지 지원한다.

또한 기존 16Gb 기반 128GB 모듈 대비 약 40%의 소비 전력을 개선했으며, 최대 7.2Gbps의 속도를 지원해 생성형 AI용 고용량 서버의 핵심 솔루션이 될 것으로 기대된다.

MRDIMM

삼성전자는 기존 RDIMM 대비 데이터 전송 채널을 2배로 늘려 성능을 2배 높인 MRDIMM(Multiplexed Rank DIMM)을 개발하고, 작년 하반기 주요 칩셋 업체와 검증을 완료했다. 이 제품은 8.8Gbps의 속도를 지원하며, HPC 등 고사양 메모리를 요구하는 AI 응용처에 적극 채용될 것으로 예상된다. 삼성전자는 향후 32Gb DDR5를 활용해 고성능, 고용량, 저전력에 차별화된 MRDIMM 제품을 제공할 예정이다.

PCIe Gen5 SSD ‘PM9D3a’

PM9D3a는 PCIe Gen5를 지원하는 8채널 컨트롤러 기반 제품으로, 기존 제품 대비 연속 읽기속도는 최대 2.3배 향상됐고, 소비 전력은 60% 개선된 업계 최고의 전력 효율을 제공한다.

삼성전자는 뛰어난 확장성을 바탕으로 작년 7.68TB와 15.36TB 2.5인치 규격 제품을 개발한데 이어, 올해 상반기에는 3.84TB 이하의 저용량부터 최대 30.72TB 제품까지 다양한 라인업과 폼팩터를 제공할 계획이다. 이 제품은 다양한 신규 서버 시스템에 장착되어 고성능 스토리지 서비스 구현을 가능하게 할 것이다.

고성능·저전력 온디바이스 AI용 솔루션 ‘LPDDR5X, LPDDR5X CAMM2, LLW, PCIe Gen5 SSD’

단말단에서 AI 특정 서비스 구현을 위해서는 단말 자체에 다수의 AI 모델을 저장하고 처리해야 되며, 이를 위해서는 스토리지에 저장되어 있던 AI 모델이 1초 이내로 메모리에 로딩되어야 한다.

또한 AI 모델 사이즈가 커질수록 결과의 정확도는 높아지기 때문에, 원활한 AI 서비스를 제공하기 위해서는 단말 자체에서도 고성능, 고용량 메모리가 필수적이다.

LPDDR5X D램

삼성전자는 LPDDR 표준 기반 최고 속도 9.6Gbps를 지원하는 LPDDR5X 제품을 개발 중이다. 하이케이 메탈 게이트(High-K Metal Gate, HKMG) 기술을 활용해 이전 세대 대비 전력 효율을 30% 개선하고, 표준 패키지 솔루션을 지원해 응용처별 최적 포트폴리오를 제공한다.

LPDDR5X CAMM2

작년 9월 삼성전자는 LPDDR D램 기반 7.5Gbps LPDDR5X CAMM2(Compression Attached Memory Module)를 업계 최초로 개발했으며, 현재 주요 파트너들에게 샘플을 제공하고 검증을 진행 중이다. 이 제품은 PC·노트북 D램 시장의 판도를 바꿀 제품으로, 삼성전자는 AI, HPC, 서버, 데이터센터 등 응용처 확대를 위해 주요 고객과 논의 중에 있다.

LLW D램

LLW(Low latency Wide I/O) D램은 128GB/s의 초고성능, 저지연 특성에 최적화된 제품이다. 1.2pJ/b의 매우 낮은 전력으로 구동하며, 즉각적인 대응이 필요한 AI 모델을 단말단에서 구동하는데 적합한 솔루션이다.

* pJ/b: 비트당 소비되는 에너지

PCIe Gen5 SSD ‘PM9E1’

PM9E1은 PCIe 5.0을 지원하는 8채널 컨트롤러 기반 PC/Client OEM용 SSD제품으로, 올해 6월 개발될 예정이다. 이전 세대 대비 연속 읽기속도는 2배 향상되고, 33%의 개선된 전력 효율을 제공한다. 초거대 언어 모델(LLM)을 1초내 D램에 전송할 수 있어 온디바이스 AI 시대를 열어가는데 최적화된 제품이 될 전망이다.

2025년 전장 메모리 시장 1위 달성을 위한 차량용 솔루션 ‘Detachable Auto SSD’

자율주행이 고도화됨에 따라 차량 시스템 구조는 여러 개의 차량 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)를 가진 ‘분산형 구조’에서 각 영역의 제어 기능이 통합된 ‘중앙 집중형 구조’로 변화하고 있다. 이에 따라 고성능, 고용량뿐 아니라, 여러 개의 SoC와 데이터를 공유할 수 있는 Shared SSD에 대한 요구가 점차 증가하고 있다.

삼성전자는 다양한 차량용 신제품과 신기술을 선보이며, 2025년 전장 메모리 1위 달성을 위해 박차를 가하고 있다.

Detachable AutoSSD

세계 최초 탈부착이 가능한 차량용 SSD로, 스토리지 가상화를 통해 하나의 SSD를 분할해 여러 개의 SoC가 사용할 수 있는 제품이다. 기존 제품 대비 용량은 4배(1TB→ 4TB), 임의 쓰기속도는 약 4배(240K IOPS→ 940K IOPS) 향상됐으며, 교체가 가능한 E1.S 기반의 폼팩터를 제공한다.

삼성전자는 현재 유럽 주요 완성차, 티어1 고객들과 세부 사양 협의를 진행하고 있으며, 올해 1분기내 기술적 검증(PoC)을 완료할 계획이다.

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삼성전자 메모리 상품기획실 신설, 새로운 도약을 준비하다

삼성전자는 급변하는 기술과 시장 환경에 민첩하게 대응하기 위해 작년 12월 메모리 상품기획실을 신설하고, 본격적인 미래 준비에 박차를 가하고 있다.

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메모리 컨트롤 타워 역할로 미래 제시

상품기획실은 ‘Business Coordinator 전문가 조직’을 표방하고, 제품 기획부터 사업화 단계까지 전 영역을 담당하며 고객 기술 대응 부서들을 하나로 통합해 만든 조직이다.

그동안 분산되어 있던 센싱, 동향 분석, 상품 기획, 표준화, 사업화, 기술 지원 등 모든 기능이 상품기획실로 흡수되어 ▲기술 동향 분석을 통한 ‘초격차’를 지향하는 경쟁력 있는 제품 기획 ▲’급변하는 대내외 변화’를 고려한 제품 개발 관리 ▲’개별화된 고객 요구’에 대한 적극 대응을 통해 메모리 시장에서의 기술 리더십을 확고히 할 계획이며, 대내외 컨트롤 타워 역할을 수행할 예정이다.

또한 중장기 로드맵 기반으로 연구소, 개발실과 요소 기술 선행 준비 등 새로운 도약을 위한 미래 준비에 더욱 집중할 계획이다.

고객사 요구를 반영한 미래 솔루션, 신사업 발굴

AI의 폭발적인 성장은 급진적인 메모리 발전도 요구하고 있다. DDR6, HBM4, GDDR7, PCIe Gen6, LPDDR6, UFS 5.0 등 시스템의 고성능화를 지원할 수 있는 고대역폭, 저전력 메모리는 물론 CMM, 첨단 패키지 등 새로운 인터페이스와 적층 기술도 요구되고 있다.

삼성전자는 맞춤형 HBM(Custom HBM), 컴퓨테이셔널 메모리(Computational Memory) 등 새로운 솔루션과 사업 발굴을 통해 메모리 패러다임의 변화를 선도해 나갈 것이다.

메모리 기술 혁신의 열쇠 ‘맞춤형 HBM D램(Custom HBM)’

AI 플랫폼의 성장으로 고객 맞춤형(용량, 성능, 특화 기능 등) HBM에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 삼성전자는 주요 데이터센터, CPU/GPU 선두 업체들과 긴밀한 협업을 진행 중이다. 맞춤형 HBM D램은 향후 메모리 반도체 기술 한계 극복을 위한 돌파구 역할을 할 것이다.

삼성전자는 고객들의 개별화된 요구에 대응하기 위해 차세대 HBM4부터 버퍼 다이(Buffer Die)에 선단 로직 공정을 활용할 예정이다.

삼성전자만이 보유하고 있는 메모리, 파운드리, 시스템 LSI 등 종합 역량과 차세대 D램 공정, 최첨단 패키지 기술로 향후 새로운 시장 변화에 맞춰 최적의 솔루션을 제공해 나간다는 전략이다.

AI 시대를 이끌 ‘CMM’

CMM-D(CXL Memory Module DRAM)는 기존 메인 D램과 공존하면서 대역폭과 용량을 확장할 수 있어 AI, 머신러닝 등 고속의 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 주목받고 있다.

삼성전자는 2021년 5월 세계 최초 CMM-D 기술 개발을 시작으로, 업계 최고 용량의 512GB CMM-D 개발, CMM-D 2.0 개발 등에 성공하며 업계를 선도하고 있다. 또한, 현재 256GB CMM-D 샘플 공급이 가능한 유일한 업체로서 다양한 파트너사와의 긴밀한 협력을 통해 CXL 메모리 생태계를 구축하고 있다.

메모리의 새로운 패러다임 ‘PIM’

PIM(Processing-in-Memory)은 메모리 내부에 연산 작업에 필요한 프로세서 기능을 더한 차세대 융합 기술로, CPU와 메모리 간 데이터 이동이 줄어들어 AI 가속기 시스템의 에너지 효율을 높일 수 있다.

삼성전자는 2021년 세계 최초로 HBM-PIM을 개발했으며, 주요 칩셋 업체와 협력을 통해 기존 GPU 가속기 대비, 평균적으로 성능은 약 2배 증가, 에너지 소모는 약 50% 감소했음을 확인했다. 삼성전자는 PIM 응용을 확대하기 위해 AI 가속기용 HBM-PIM과 온디바이스 AI용 LPDDR-PIM 상용화에 박차를 가하고 있다.

용량의 한계를 뛰어 넘은 대용량 SSD 구독 서비스, PBSSD as a Service

PBSSD as a Service는 고객이 초고용량 SSD 솔루션을 구매하는 대신 서비스를 사용하는 사업 모델이다. 고객에게 PB(페타바이트) 규모의 대용량 SSD 솔루션을 구독 서비스로 제공해 고객의 스토리지 인프라 초기 투자 비용을 낮추고, 유지 보수 비용을 절감하는데 기여할 것으로 기대된다.

전 세계 고객과 강력한 파트너십 구축

메모리는 또 한 번의 기술 변곡점을 맞이하고 있고, AI 시대에서 반도체 성장 가능성은 크고 무궁무진하다. 새로운 제품과 시장을 개척하기 위해서는 전 세계 파트너, 고객들과의 강력한 협력이 필수다.

고객과의 협력 인프라를 제공하는 ‘삼성 메모리 리서치 센터’

삼성전자는 ‘삼성 메모리 리서치 센터(SMRC)’를 기반으로 파트너와의 긴밀한 협력을 통해 차세대 메모리를 준비하고 있다.

SMRC는 삼성전자의 메모리 제품을 탑재한 고객사에 자사 서버의 하드웨어와 소프트웨어의 최적 조합을 분석하고 성능을 평가할 수 있도록 제공하는 플랫폼으로, 고객과의 차별화된 협력을 가능하게 한다.

작년 삼성전자는 VMware와 가상화 시스템 구현을 위한 기술 협력을 추진해 업계 최초로 PCIe Gen5 SSD(PM1743)가 VMware 솔루션에서 최적의 성능을 구현함을 확인했고, Red Hat의 최신 서버용 운영체제에서 CXL 메모리 동작 검증을 마치는 등 SMRC를 통해 소프트웨어 업체와의 파트너십을 공고히 했다.

현장 근접 기술 지원을 위한 ‘TECx’

삼성전자는 글로벌 고객사에 원활한 기술 서비스를 제공하고, 긴밀한 협업을 진행하기 위해 주요 국가별로 TEC(Technology Enabling Center)를 운영하고 있으며, 점차 지역을 확대해 작년부터 대만에도 기술 지원 조직(TECx, TEC extension)을 구축했다.

대내적으로는 DDR5, LPDDR5X, CMM, PCIe Gen5 SSD 등의 신규 제품과 기술을 선단에서부터 검증하는 등 시스템 인증을 지원하고, 대외적으로는 현지에서의 즉각적인 기술 대응이 가능해 고객 CRM(Customer Relationship Management)을 높이고 있다. 향후 TECx는 지속적인 기술 협업을 주도하며 고객의 No.1 협업 파트너 역할을 수행할 것으로 기대된다.

2024년 반도체 시장과 기술의 판도 변화가 급속히 진행 중인 가운데 삼성전자는 미래 기술 리더십과 고객과의 동반 성장을 이어가기 위해 담대한 도전을 지속해 나갈 것이다.

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9월이 얼마 남지 않은 가운데 IAA 모빌리티 2023 행사가 코앞으로 다가왔습니다. 이 컨퍼런스에서는 세계 최대 자동차 제조업체, 공급업체 및 기술 브랜드가 한자리에 모여 최신 혁신 기술을 공개하고 모빌리티의 미래를 설계합니다. 업계 리더들이 혁신을 선보이고 미래 변화를 위한 방향을 설정할 수 있는 좋은 기회의 장입니다.

이번 전시회를 앞두고 자동차 메모리 기술 트렌드와 모빌리티의 미래가 나아갈 방향에 대해 이야기해보고자 합니다. 자동차 산업(그리고 모빌리티 분야 전반)은 중대하고 지속적인 변화의 시기를 겪고 있으며, 삼성 메모리 기술은 이러한 변화에서 핵심적인 역할을 할 것입니다. 9월에 발표할 흥미로운 주제 몇 가지를 미리 살펴보겠습니다.

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1. 자율 주행

첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에서 완전 자율 주행으로 전환하는 데는 오랜 시간이 소요되고 있습니다. 지난 10년간의 열띤 논의 끝에 이제 의미 있는 진전이 보이기 시작했습니다. 실제로 현재 ADAS 및 자율주행 발전 속도로 볼 때, 향후 5~10년 내에 고속도로를 주행하는 차량의 50% 이상이 자율주행이 가능할 것으로 예상됩니다.

올해 독일은 메르세데스-벤츠의 레벨 3 자율주행을 인정한 최초의 국가가 되었으며, 일부 모델은 최대 시속 60km의 속도에서 운전자가 운전대에서 손을 뗄 수 있었습니다.

완전 자율 주행으로의 전환이 탄력을 받으면서 이를 지원하는 기술에서 생성되는 데이터의 양이 증가하고 있습니다.  이를 위해서는 향상된 처리 능력과 대용량, 고성능 메모리 솔루션이 필요합니다.

예를 들어, 인포테인먼트는 오랫동안 자동차 인테리어의 중심이었지만 레벨 3 자율 주행으로 진화하면서 승객과 운전자 모두에게 진정한 엔터테인먼트와 커뮤니케이션 경험을 제공할 수 있는 기회가 열리게 되었습니다. 영화와 게임, 화상 회의에 이르기까지 자동차는 이제 ‘바퀴 달린 서버’가 되어 앞으로 현재 우리가 상상할 수 없는 다양한 애플리케이션을 사용할 수 있게 될 것입니다.

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2. 중앙 집중형 컴퓨팅

오늘날의 자동차는 이미 놀라울 정도로 정교해졌습니다. 차량 컴퓨팅이 더욱 복잡해짐에 따라 제조업체는 가능한 시스템을 단순화하고 간소화할 것으로 예상됩니다.

즉, 개별 제어 장치의 수를 대폭 줄이고 영역별 제어 장치를 늘리는 한편, CPU의 기능을 중앙 집중화하여 적은 수의 장치에 많은 양의 메모리를 통합할 수 있게 됩니다. 따라서 앞으로 자동차에 SSD와 같은 메모리 장치가 더욱 광범위하게 적용될 것입니다.

이전에는 SSD가 PC나 서버와 같은 제품에 주로 사용되었으며, SSD가 제공하는 고성능을 필요로 하지 않는 자동차에는 거의 사용되지 않았습니다. 향후 4~6년 동안 자동차 기술 역량, 데이터 처리 및 중앙 집중화 기능이 발전됨에 따라 자동차 산업에서 SSD의 사용이 점점 더 늘어날 것으로 예상됩니다.

SSD 도입을 통해 제조업체는 한 단계 더 발전하여 기존과 다른 방식으로 업무를 수행하게 될 것입니다. 항상 그래왔듯이 적합한 도구를 제공하면 창의적인 사람들은 혁신적인 솔루션을 구축하게 될 것입니다.

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3. V2X(차량-사물간) 통신

곧 등장할 또 다른 흥미로운 트렌드는 V2X 통신입니다. 많은 최신 차량은 이미 스마트 인프라와 통신할 수 있습니다. 예를 들어, 운전자의 대시보드에 적색 신호등 카운트다운 시계를 표시하는 기능을 예로 들 수 있습니다.

하지만 ADAS를 지원하는 자율주행 차량이 점점 늘어남에 따라 차량 간 통신이 훨씬 더 많아질 것입니다. 예를 들어, 한 지역의 모든 차량이 자율 주행이 가능해지면 몇 가지 재미있는 기능이 가능해집니다. 제동 시점을 알기 위해 전방 차량의 브레이크등을 ‘주시할(See)’ 필요 없이, 차량 간 로컬 통신을 통해 후방 차량에 제동 시점을 알리게 됩니다.

차량이 외부 세계와 차량 간에 더 많이 연결됨에 따라 데이터 연결이 매우 중요해졌습니다. 업계가 V2X 통신의 가능성에 주목하면서 보다 안전하고 효율적인 주행을 가능하게 하는 5G 기술이 핵심적인 역할을 할 것입니다. 지능형 고속도로, 횡단보도 보행자 경고, 신호등 동기화 등은 스마트 기술이 가져올 변화의 몇 가지 예시에 불과합니다.

올해 IAA 모빌리티 2023에서는 미래 지향적인 트렌드가 선보일 예정이지만, 이러한 모든 혁신의 이면에는 세심하게 설계된 요소들이 숨겨져 있습니다. 시스템 차원에서 이루어지는 보이지 않는 혁신 덕분에 승객의 안전을 강화하고 지구 환경을 보호하는 데 의미 있는 진전을 이룰 수 있을 것입니다.

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IAA 모빌리티 2023에 참가하는 삼성 반도체에 대한 자세한 내용 및 최신 자동차 혁신 동향과 애플리케이션에 대한 설명은 아래 사이트에서 확인할 수 있습니다.

https://semiconductor.samsung.com/emea/insights/application/automotive/

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삼성전자가 차세대 그래픽 시장의 성장을 주도할 ’32Gbps GDDR7(Graphics Double Data Rate) D램’을 업계 최초로 개발했습니다.

* Gbps(Gigabit per second): 1초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터

삼성전자는 지난해 업계 최초로 ’24Gbps GDDR6 D램’을 개발한데 이어, ’32Gbps GDDR7 D램’도 업계 최초로 개발해 그래픽 D램 시장에서 기술 리더십을 더욱 공고히 했습니다.

’32Gbps GDDR7 D램’은 주요 고객사의 차세대 시스템에 탑재돼 연내 검증이 시작될 예정입니다.

이번 제품은 한층 향상된 고성능·저전력 특성을 갖춘 16Gb 제품으로, 기존 대비 성능은 1.4배, 전력 효율은 20% 향상됐습니다.

삼성전자는 이번 제품에 ‘PAM3 신호 방식’을 신규 적용해 데이터 입출력 핀 1개당 최대 32Gbps의 업계 최고 속도를 구현했습니다.

‘PAM3 신호 방식’은 기존 NRZ 방식보다 동일 신호 주기에 1.5배 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 기술입니다.

* PAM3(Pulse-Amplitude Modulation): ‘-1’과 ‘0’ 그리고 ‘1’로 신호 체계를 구분하여 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송
* NRZ(Non-Return-to-Zero): ‘0’과 ‘1’로 신호 체계를 구분하여 1주기마다 1비트 데이터를 전송

’32Gbps GDDR7 D램’을 그래픽 카드에 탑재하면 최대 초당 1.5TB의 데이터를 처리할 수 있습니다. 이는 기존 최대 1.1TB를 제공하는 GDDR6 대비 1.4배 향상된 성능입니다.

* 1.5TB는 30GB 용량의 UHD 영화 50편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도

삼성전자는 고속 동작에 최적화된 저전력 설계 기술을 적용해 전력 효율 또한 20% 개선했습니다. 특히 노트북 등 저전력 특성이 중요한 응용처를 위해 초저전압을 지원하는 옵션도 제공합니다.

또한 삼성전자는 열전도율이 높은 신소재를 EMC 패키지에 적용하고, 회로 설계를 최적화해 고속 동작으로 인한 발열을 최소화했습니다.

* 열전도율: 열을 얼마나 잘 전달하는지 나타내는 수치로 열전도율이 높은 물질은 쉽게 뜨거워지고 쉽게 차가워짐
* EMC(Epoxy Molding Compound): 수분, 열, 충격 등 다양한 외부환경으로부터 반도체 회로를 보호하는 회로 보호제

이로 인해 기존 GDDR6 대비 열저항이 약 70% 감소돼 고속 동작에서도 안정적인 품질을 제공합니다.

* 열저항: 와트당(W) 발생하는 온도의 변화

삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 배용철 부사장은 “‘GDDR7 D램’은 워크스테이션, PC, 노트북, 게임 콘솔 등 우수한 그래픽 성능이 요구되는 응용처에서 더욱 차별화된 사용자 경험을 제공할 것”이라며, “프리미엄 그래픽 시장 수요에 맞춰 적기에 상용화하고 차세대 그래픽 D램 시장을 지속 선도해 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

‘GDDR7 D램’은 향후 차세대 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI), 자율주행차 등 다양한 분야에서도 폭넓게 활용될 전망입니다.

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삼성전자가 업계 최초로 CXL 2.0을 지원하는 128GB CXL D램을 개발했습니다.

*CXL(Compute Express Link, 컴퓨트 익스프레스 링크): 고성능 서버 시스템에서 CPU와 함께 사용되는 가속기, D램, 저장장치 등을 보다 효율적으로 활용하기 위한 차세대 인터페이스

삼성전자는 지난해 5월 세계 최초로 CXL 1.1 기반 CXL D램을 개발한데 이어, 1년 만에 CXL 2.0을 지원하는 128GB D램을 개발해 차세대 메모리의 상용화 시대를 앞당겼습니다.

이번 제품은 PCIe 5.0(x 8레인)을 지원하며, 최대 35GB/s의 대역폭을 제공합니다.

*PCIe(Peripheral Component Interconnect Express): 기존 SATA 전송 속도의 성능 한계를 극복한 고속 인터페이스 규격

삼성전자는 ‘CXL 2.0 D램’을 연내 양산할 계획이며, 차세대 컴퓨팅 시장 수요에 따라 다양한 용량의 제품도 적기에 선보여 CXL 생태계 확장을 가속화할 예정입니다.

CXL D램은 메인 D램과 공존하면서 대역폭과 용량을 확장할 수 있어 인공지능, 머신러닝 등 고속의 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 주목받고 있습니다.

삼성전자의 ‘CXL 2.0 D램’은 업계 최초로 ‘메모리 풀링(Pooling)’ 기능을 지원합니다.

‘메모리 풀링(Pooling)’은 서버 플랫폼에서 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 풀(Pool)을 만들고, 여러 호스트가 풀(Pool)에서 메모리를 필요한 만큼 나누어 사용할 수 있는 기술입니다.

이 기술은 CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있게 해줍니다.

고객이 이 기술을 데이터센터에 적용하면 보다 효율적인 메모리 사용이 가능해 서버 운영비를 절감할 수 있습니다.

또한 절감한 운영비를 서버의 메모리에 재투자하는 등 선순환 구조가 이어질 것으로 기대됩니다.

삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장 최장석 상무는 “삼성전자는 CXL 컨소시엄의 이사회(Board of Director, BoD) 멤버로서 CXL 기술을 선도하고 있다”라며, “데이터센터/서버/칩셋 등 글로벌 기업들과의 협력으로 CXL 생태계를 더욱 확장해 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

인텔의 기술 이니셔티브 부문 책임자인 짐 파파스(Jim Pappas)는 “CXL 생태계 확대를 위해 삼성과 협력하게 되어 기쁘다”라며, “삼성과 지속 협력해 업계 전반에 걸쳐 혁신적인 CXL 제품의 성장과 채용이 확대될 수 있도록 힘쓸 것”이라고 밝혔습니다.

몬타지 테크놀로지(Montage Technology) 스테판 타이(Stephen Tai) 사장은 “몬타지는 CXL 2.0을 지원하는 컨트롤러를 업계 최초로 양산할 계획”이라며, “CXL 기술 발전과 생태계 확산을 위해 삼성전자와 적극적으로 협력해 나갈 것”이라고 말했습니다.

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MemCon 2023은 AI 관련 메모리 솔루션을 보다 심층적으로 다루기 위해 올해 처음으로 개최되는 학회로, 글로벌 IT 기업들을 중심으로 메모리, 디바이스 및 서버 업계를 이끄는 다양한 업체들이 참여했습니다. 삼성전자 반도체(DS부문)는 Founding Member이자 메모리 기술의 선도업체로서 최적의 솔루션 개발 성과와 노력을 선보였습니다. 이번 행사는 한진만 미주총괄(DSA)장의 Opening Remark로 시작되었는데요. 개회사에서 한진만 미주총괄장은 메모리 혁신 기술의 필요성 및 이에 부응하지 않을 경우 구시대 기술로 남을 위험성을 감수해야한다고 강조했습니다. 메모리 기술 혁신에는 메모리 중심 아키텍처 및 서비스형 메모리(Memory-as-a-sevice) 등이 포함되며, 앞으로 지속적인 기술의 혁신을 통해 이와 관련된 새로운 비즈니스 모델이 지속 등장할 것이라고 예상하였습니다.

뒤이어 연단에 오른 미주 메모리연구소장(DSRA-Memory) 최진혁 부사장은 “Memory Innovation in the Era of Data-Centric Computing”을 주제로 다양한 범위의 D램과 낸드플래시의 메모리 월(Memory Wall)* 문제를 해결할 혁신적인 솔루션과 함께, 업계를 선도할 삼성전자 반도체 메모리 기술의 비전을 제시했습니다.

또한 삼성전자 반도체는 초거대 AI 모델을 지원하는 HBM-PIM, CXL 기반 PNM을 비롯해 SmartSSD, Memory-Semantic SSD, Memory Expander 등 다양한 메모리 제품들도 공개했습니다.

* 메모리 월(Memory wall): 프로세서 속도와 메모리 접근 시간 사이의 격차 증가로 인해 발생하는 성능 병목 현상. 이 문제로 인해 프로세서가 메모리로부터 데이터를 기다리는 데 더 많은 시간을 소비하여 시스템 효율이 감소

이번 학회에서 발표한 제품 중 HBM-PIM와 CXL-PNM은 AI 응용처에 적용했을 때 기존 솔루션 대비 GPU 가속기의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다. 이와 더불어 The 2nd Gen. SmartSSD(2세대 SmartSSD)는 1세대 대비 크게 향상된 성능을 바탕으로 데이터 연산처리 시간과 에너지 소모량을 줄일 수 있으며, Memory-Semantic SSD는 일반 SSD 대비 20배에 달하는 임의 읽기 속도와 응답속도를 제공해 데이터센터 AI와 머신러닝에 적합한 제품입니다.

그럼, 이번 MemCon 2023에서 공개된 삼성전자 반도체의 최신 메모리 솔루션들을 자세히 알아보겠습니다.

데이터 중심 컴퓨팅 시대로 가는 디딤돌: HBM-PIM, CXL-PNM, 그리고 The 2nd Gen. SmartSSD

최근 화제로 떠오른 ‘챗GPT’는 인공지능을 활용한 대표적인 대화형 챗봇으로 초거대 데이터를 사용하기로도 유명합니다. 이렇게 초거대 데이터에 기반한 서비스가 점차 확대됨에 따라, 처리할 데이터의 양은 폭발적으로 증가하고 있습니다. 이에 따라 삼성전자는 초거대 AI 모델 처리에 적합한 HBM-PIM(Processing in Memory)과 CXL(Compute Express Link) 기반 PNM(Processing near Memory) 등의 메모리 반도체 솔루션을 개발했습니다. 이를 사용하면, AI의 성능과 효율 측면에서 상당한 개선 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대됩니다.

일례로 챗GPT와 같은 AI 챗봇에 사용되는 GPT-3 언어 모델의 경우, 전체 연산 기능 가운데 PIM을 적용해 가속할 수 있는 부분이 80% 이상인 것으로 예측되고 있습니다. HBM-PIM을 적용하여 성능 개선 효과를 계산해 본 결과, HBM을 사용 GPU 가속기를 활용했을 때보다 AI 모델의 성능이 약 3.4배 이상 향상됨을 확인하였습니다.

한편, CXL 기반 PNM 솔루션은 메모리 용량 추가가 용이한 CXL 인터페이스를 활용해 기존 GPU 가속기 대비 4배 용량으로 제공 가능합니다. 다양한 고객 니즈에 맞는 AI 모델을 한 번에 처리하는데 적합하며, GPT와 같은 초거대 AI 언어모델에도 활용 가능합니다. 또한 PCIe 인터페이스를 사용한 가속기와 비교했을 때, AI 모델의 로딩 속도도 2배 이상 빨라지는 효과가 있습니다.

삼성전자는 HBM-PIM, CXL-PNM 솔루션을 비롯해 이를 지원하는 소프트웨어와 실행 방법, 성능 평가 환경 등을 오픈 소스로 공개하여 생태계 확장을 위한 노력을 지속해 나가고 있습니다.

The 2nd Gen. SmartSSD는 AI 시스템에 활용되는 스토리지 솔루션입니다. SmartSSD 내부에서 데이터 연산처리를 일부 진행한 후, 중간 결과물을 CPU에 전달하기 때문에 데이터 전송 과정에서 지연 시간을 대폭 줄이고, 방대한 양의 데이터도 동시에 처리할 수 있게 합니다. 특히, 고객이 니즈에 맞추어 소프트웨어를 선택적으로 적용해 효율을 더 증가시킬 수 있습니다. 또한, 1세대 제품과 비교해 연산 성능이 2배 이상 향상됐으며 이를 바탕으로 AI 시스템의 데이터베이스 연산처리 시간을 크게 단축할 수 있고 에너지 소모량과 CPU 사용률도 크게 줄일 수 있습니다.

데이터 중심 시대 메모리 확장의 선두주자
: CXL 기술 기반의 Memory Expander와 Memory-Semantic SSD, PBSSD

Memory Expander(MXP)와 Memory-Semantic SSD 역시도 차세대 인터페이스인 CXL을 활용합니다. Memory Expander는 메모리 대역폭과 용량 확장이 가능해 방대한 양의 데이터를 빠르게 처리할 수 있습니다.

Memory-Semantic SSD는 CXL 인터페이스를 통해 일반 SSD 대비 임의 읽기속도와 응답속도를 최대 20배까지 향상시킬 수 있습니다. 내부에 D램 캐시메모리를 추가해 작은 크기의 데이터 읽기와 쓰기를 보다 효과적으로 처리할 수 있는 제품으로, 성능과 가격경쟁력에 민감한 데이터센터 AI와 머신러닝 데이터베이스에 적합한 솔루션이 될 것으로 예상됩니다.

PBSSD는 스토리지 저장 용량을 페타바이트(PB: Petabyte) 급으로 끌어올린 솔루션으로, 1PB는 6GB짜리 영화를 약 17만4000편 담을 수 있는 용량에 해당합니다. 이렇게 대용량의 스토리지를 바탕으로 최소한의 서버 구축으로도 방대한 양의 데이터 처리가 가능해, 고객들이 효율적으로 시스템을 구축할 수 있습니다.

메모리의 차세대 비전을 제시하는 삼성전자 반도체

미래에 활용될 메모리 제품은 표준화가 진행 중인 상황에서 개발되기 때문에 고객과의 지속적인 교류가 상품화와 생태계 조성에 큰 도움을 줍니다. 이번 MemCon 2023은 다양한 업계와 분야의 이해관계자들이 한 자리에 모여 깊이 토론할 수 있는 자리를 제공했으며, 글로벌 IT 기업들의 니즈를 더 상세하게 파악할 수 있는 좋은 기회가 되었습니다.

앞으로도 메모리 기술 한계를 극복해 나가며 미래 기술을 선도하고자 노력하는 삼성전자 반도체의 끊임없는 노력과 도전에 많은 관심과 기대 부탁드립니다.

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[차세대 메모리 솔루션]

☐ 빅데이터 처리 기반 AI와 실생활을 잇다
(HBM3, Memory-Semantic SSD, CXL based Memory expander, SmartSSD)

인공지능(AI)은 우리의 생활 양식과 업무 방식을 근본적으로 변화시킬 수 있는 잠재력을 가진 혁신 성장 분야입니다. 메모리는 이러한 AI 시스템의 학습 과정에 필수적인 역할을 수행하는데, 주로 과거의 경험적 자료에 대한 정보를 저장하고 불러오면서 특정 문제에 대해 개선점을 찾고 실수로부터 학습하게 하는 데 기여합니다.

최근 큰 화두로 떠오른 챗GPT의 경우, 책, 기사, 웹페이지를 포함한 방대한 텍스트 데이터를 분석하고, 광범위한 언어 패턴과 구조를 학습하면서 인간과 유사한 언어를 생성할 수 있게 훈련됩니다. 이를 통해 사용자는 대화하듯이 챗GPT와의 채팅을 통해 생성된 정보를 제공받을 수 있습니다. 챗GPT와 같은 대화형 AI는 실시간으로 결정을 내려야 하므로, 해당 AI에는 필요 정보에 신속히 접근할 수 있는 고성능 메모리가 요구됩니다.

이러한 관점에서 삼성전자의 HBM3 (High Bandwidth Memory)가 특히 주목받고 있습니다. HBM3는 D램 여러 개를 수직으로 연결해 최대 6.4Gbps의 데이터 처리 속도와 819GB/s에 달하는 대역폭을 지원하는* 고성능·고부가가치 제품입니다. 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU)와 함께 작동하면서 서버의 학습 및 연산 성능 향상에 도움을 줄 수 있습니다.

AI 및 관련 첨단 기술이 진화하는 과정에서 데이터 생성, 저장, 처리로 인한 데이터 양은 기하급수적으로 증가할 것으로 보이며, 이를 최대한 효율적으로 처리하기 위해 다양한 메모리 솔루션의 개발이 필수적입니다.

삼성전자는 이러한 첨단 기술의 발전을 선도하며, 인공지능(AI)과 머신러닝(ML)에 최적화된 ‘메모리 시맨틱 SSD (Memory-Semantic SSD)’과 기존 제품 대비 최대 2배*까지 D램 용량을 확장할 수 있는 ‘메모리 익스펜더 (CXL)’, 초고용량 스토리지 박스 솔루션인 ‘페타바이트 스토리지 (Petabyte storage)’, 그리고 자체 데이터 처리 기술을 적용해 CPU 활용도를 획기적으로 개선한 ‘스마트SSD (SmartSSD)’ 등의 차세대 혁신 메모리 솔루션을 선보이고 있습니다.

* 삼성전자 데이터 시트 기준
* 기존 1CPU당 최대 8TB, 메모리 익스펜더 (CXL) 솔루션 사용 시 1CPU당 최대 16TB 가능하며, 최대 용량은 시스템 환경에 따라 달라질 수 있음

[모바일]

☐ AR, VR, XR⋯ 초실감경험을 최대한으로 누리다 (LPDDR5 uMCP)

한편, 모바일 영역에서도 증강현실(AR, Augmented Reality), 가상현실(VR, Virtual Reality) 및 확장현실(XR, Extended Reality)과 같 새로운 기술들이 매우 빠르게 발전되고 있습니다. 이들은 몰입형 환경을 만들기 위한 렌더링 과정에서 고해상도 이미지, 3D 모델, 멀티미디어 콘텐츠와 같은 대용량 그래픽 데이터를 필요로 합니다. 이러한 데이터를 끊김 없이 효율적으로 저장·처리하려면 일반적으로 높은 대역폭, 적은 지연시간, 빠른 읽기·쓰기 속도를 충족하는 메모리가 적합합니다. 특히 AR과 VR을 모두 포괄하는 확장현실(XR)의 경우, 응용처에 따라 다양한 메모리 유형의 조합이 필요할 수 있습니다.

삼성전자의 LPDDR5 uMCP는 이러한 실감형 기술(Reality Technology) 구현에 가장 적합한 메모리 솔루션입니다. 실감형 기술 구현을 위해서는 실시간으로 빠르게 데이터를 로드하고 처리하는 데 사용되는 메모리와, 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보가 지워지지 않는 플래시 메모리의 조합이 필요합니다. LPDDR5 uMCP는 고성능 D램 LPDDR5(Low-Power DDR)와 낸드플래시 UFS 3.1(Universal Flash Storage)을 하나의 패키지에 통합해, 빠른 데이터 처리와 저장 기능을 동시에 수행할 수 있어 최적화된 실감형 기술 솔루션을 제공합니다.
 
☐ ‘고속·고효율’ 다양한 조건에서도 효과적인 촬영 경험을 선사하다 (LPDDR5X, UFS 4.0)

스마트폰으로 밤에 사진을 찍거나, 촬영한 사진을 즉시 필터링할 때도 메모리의 역할은 중요합니다. 대낮에 촬영된 사진보다 조도가 낮아 더 긴 노출 시간이 필요한 야간 촬영 사진은 메모리에 더 많은 양의 데이터가 저장됩니다. 사진 필터링 시, 대량의 원본 이미지 데이터와 필터링 이미지를 실시간으로 가공하고 처리해야 하므로, 지연 없이 빠르고 효율적인 데이터 처리를 돕는 메모리가 필요합니다.

삼성전자의 LPDDR5X와 UFS 4.0는 한층 강화된 촬영 경험을 제공하는 솔루션입니다. LPDDR5X는 프리미엄 저전력 D램으로 8.5Gbps의 초고속 데이터 처리 속도와 20% 더 높은 전력 효율을 달성한 제품입니다. 1TB 고용량 스토리지가 탑재된 플래시 메모리 UFS 4.0은 이전 제품 대비, 이전 제품 대비 2배 빠른 속도와 45% 향상된 배터리 효율을 바탕으로 데이터 이동 시 병목현상을 획기적으로 개선합니다.

또한, 이 두 제품은 다양한 촬영 조건에서도 사진을 빠르고 매끄럽게 촬영할 수 있도록 돕기 때문에 사용자의 원활한 창작 활동도 지원할 수 있습니다.

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[PC / GFX]

☐ 높은 효율성으로 한층 몰입감 있는 PC 경험을 제공하다 (PM9C1a, GDDR6)

울트라북, 태블릿 등 휴대성이 높은 디바이스에서 최적의 성능과 전력 효율을 내려면 콤팩트한 폼팩터, 높은 전력 효율성, 빠른 데이터 전송 속도를 갖춘 메모리가 필수적입니다. 메모리의 폼팩터가 작을수록 디바이스를 작게 만들 수 있어 사용자 휴대성이 좋아지며, 전력 효율이 우수한 메모리는 배터리 의존도가 높은 휴대 장치의 전력 소모를 줄이고, 배터리의 수명을 연장하는 데 도움을 줍니다.

이러한 관점에서, 삼성전자의 PM9C1a와 GDDR6는 보다 효율적이고 쾌적하게, 한층 더 몰입감 있는 PC 경험을 제공하는 최적의 메모리 솔루션입니다.

PM9C1a는 PC 효율을 대폭 높인 SSD로, 고성능, 전력 효율, 소형화 등 세 가지 강점이 핵심입니다. 연속읽기 속도 6,000MB/s, 연속쓰기 속도 5,600MB/s의 성능을 내며, 기존 제품* 대비 전력 효율을 70%까지 높였고, 세가지 종류의 M.2 폼팩터로 제공돼 디바이스 내 효율적인 공간 활용에 다양한 선택권을 부여한 제품이다. 또한 빠른 데이터 전송 속도를 통해 사용자의 효율적인 멀티태스킹에 도움을 줍니다.

GDDR6는 압도적인 성능과 높은 대역폭을 결합한 고성능 그래픽 솔루션으로, 무려 16Gb에 달하는 용량과 최대 24Gbps의 속도를 지원합니다. 고성능 컴퓨팅(HPC)과 그래픽 작업에 최적화되어 있어, PC와 노트북 게임 구동 시 한층 강화된 몰입 경험을 제공하며, 전문가용 워크스테이션을 포함한 여러 응용처에 활용되어 사용자가 창의력을 최대한으로 발휘할 수 있도록 돕는 솔루션입니다.

* PM9B1  

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[오토모티브 솔루션]

☐ 다이나믹한 도로에서 안전한 운행 경험을 제공하다 (Automotive solutions)

지속적인 자율주행 기술의 발전과 상용화가 이뤄지면서, 차량용 메모리의 중요성도 높아지고 있습니다. 차량용 메모리는 자율주행 차량이 새로운 상황을 학습하고 과거 경험 데이터를 통해 정보 기반의 결정을 내리는 데 중요한 역할을 수행합니다. 예를 들어, 차량용 메모리는 다른 차량의 위치, 도로 상태, 날씨와 같은 정보를 포함해 방대한 양의 차량 주변 환경 데이터를 수집하고 저장할 수 있도록 돕습니다. 또한 차로에 합류하는 다른 차량에 어떻게 반응했는지, 악천후에 어떻게 대응했는지 등 과거 상황 데이터를 기반으로 운전자에게 최적의 주행 경로를 제시할 수 있습니다. 자율주행은 안전과 직결되는 분야이기에, 메모리를 얼마나 신뢰할 수 있는지, 메모리가 극한의 상황에서도 동작할 수 있는지 등 신뢰도와 내구성이 매우 중요한 요소입니다.

삼성전자의 AutoSSD AM991은 차량용 반도체의 신뢰성 테스트 표준이자 품질 기준인 AEC-Q100* Grade 2 인증을 받은 제품으로 -40°C~105°C의 폭넓은 온도 범위에서 안정적인 성능을 보장하고 있으며, 고도화된 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS), 자율주행(AD), 차량용 인포테인먼트(IVI) 등 더 나은 운전자 경험을 위한 시장의 요구에 대응하는 최적의 솔루션입니다. 삼성전자는 AutoSSD 외에도 차량용 Auto LPDDR5X, Auto UFS, Auto GDDR6 와 같이 차량과 관련된 다양한 응용처에 대응할 수 있는 메모리 포트폴리오도 제공하고 있습니다.

지금까지 MWC에서 공개된 삼성전자의 첨단 메모리 솔루션들을 알아보았습니다. 이처럼 삼성전자의 메모리는 AI, 실감형 기술, 자율주행차 등 첨단 응용 기술이 최대한의 성능을 발휘하도록 핵심적인 역할을 하며, 기술의 다양한 활용과 조합에 따라 실생활에서 고속·효율성, 몰입감, 안전성 등 최적의 사용자 경험을 선사합니다. 삼성전자의 차세대 메모리 솔루션이 이루어 나갈 기술 혁신과 라이프 스타일의 변화에 많은 기대와 관심 부탁드립니다.

* AEC-Q100 (Automotive Electronic Council): 자동차 전자부품 협회에서 자동차에 공급되는 전자부품에 대한 신뢰성 평가 절차 및 기준을 규정한 문서로 전 세계 통용되는 기준

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삼성전자가 초고속 데이터 서비스 시장의 성장을 주도할 14나노 기반 차세대 모바일 D램 ‘LPDDR5X (Low Power Double Data Rate 5X)’를 업계최초로 개발했습니다.

차세대 5G 서비스에 최적화된 ‘고성능ㆍ고용량ㆍ저전력’ 특성 확보

삼성전자의 14나노 LPDDR5X는 한층 향상된 ‘속도ㆍ용량ㆍ절전’ 특성으로 5G, AI, 메타버스 등 폭발적으로 성장하고 있는 미래 첨단 산업에 최적화된 메모리 솔루션입니다.

삼성전자는 2018년 세계 최초 8Gb LPDDR5 D램을 개발한데 이어, 이번 업계최초 LPDDR5X 개발을 통해 모바일 D램 시장에서 기술 리더십을 더욱 공고히 했습니다.

LPDDR5X의 동작 속도는 현존하는 모바일 D램 중 가장 빠른 최대 8.5Gbps로 이전 세대 제품인 LPDDR5의 동작속도 6.4Gbps 대비 1.3배 빠릅니다.

또한 삼성전자는 이번 제품에 업계 최선단 14나노 공정을 적용해 용량과 소비전력 효율에서 차별화된 경쟁력을 구현했습니다.

이번 제품은 선단 공정 적용을 통해 기존 LPDDR5 대비 소비전력 효율이 약 20% 개선됐습니다.

삼성전자는 이번 LPDDR5X의 단일칩 용량을 16Gb으로 개발하고 모바일 D램 단일 패키지 용량을 최대 64GB까지 확대해 5G 시대 고용량 D램 수요에 적극 대응할 계획입니다.

지속적인 성능/전력 효율 개선으로 AI, 서버 등 적용 분야 확대

삼성전자는 올해 말부터 글로벌 IT 고객과의 기술 협력을 통해 고객의 차세대 기술에 대한 최적의 솔루션을 제공하고, 신규 라인업으로 빠르게 전환시켜 나갈 예정입니다.

삼성전자 메모리사업부 DRAM설계팀 황상준 전무는 “최근 증강현실, 메타버스, AI 등 고속으로 대용량의 데이터 처리가 필요한 첨단 산업이 확대되고 있다”며 “삼성전자는 이번 LPDDR5X를 통해 모바일 시장뿐만 아니라 서버, 오토모티브 시장까지 고성능 저전력 메모리 수요를 창출해 나갈 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자는 향후에도 지속적인 성능 및 전력 효율 개선을 통해 첨단 모바일 D램 라인업을 확대하고, 프리미엄 D램 수요에 안정적으로 대응할 수 있는 양산 체제를 구축해 시장 리더십을 더욱 강화해 나갈 계획입니다.

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삼성전자가 EUV(극자외선, Extreme Ultra-Violet) 공정을 적용한 업계 최선단 14나노 D램 양산에 들어갔습니다.

EUV 멀티레이어 공정 도입… 업계 최소 선폭 14나노 D램 양산

삼성전자는 2020년 3월 업계 최초로 EUV 공정을 적용한 D램 모듈을 고객사들에게 공급한 바 있으며, 업계에서 유일하게 EUV 멀티레이어 공정을 적용해 최선단 14나노 D램을 구현하는 등 차별화된 공정 기술력을 선보이고 있습니다.

삼성전자는 반도체 회로를 보다 세밀하게 구현할 수 있는 EUV 노광 기술을 적용해 D램의 성능과 수율을 향상시켜, 14나노 이하 D램 미세 공정 경쟁에서 확고한 우위를 확보해 나갈 계획입니다.

5개의 레이어에 EUV 공정이 적용된 삼성전자 14나노 D램은 업계 최고의 웨이퍼 집적도로 이전 세대 대비 생산성이 약 20% 향상됐습니다.

또한, 삼성전자 14나노 D램 제품의 소비전력은 이전 공정 대비 약 20% 개선됐습니다.

최신 공정으로 DDR5 적용, 차세대 DDR5 대중화 선도

삼성전자는 이번 신규 공정을 최신 DDR5(Double Data Rate 5) D램에 가장 먼저 적용합니다.

DDR5는 최고 7.2Gbps의 속도로 DDR4 대비 속도가 2배 이상 빠른 차세대 D램 규격으로 최근 인공지능, 머신러닝 등 데이터를 이용하는 방식이 고도화 되면서 데이터센터, 슈퍼컴퓨터, 기업용 서버 시장 등에서 고성능 DDR5에 대한 수요가 지속 커지고 있습니다.

삼성전자는 업계 최선단의 14나노 공정과 높은 성숙도의 EUV 공정기술력을 기반으로 차별화된 성능과 안정된 수율을 구현해, DDR5 D램 대중화를 선도한다는 전략입니다.

또한 삼성전자는 고용량 데이터 시장 수요에 적극 대응하기 위해 이번 공정으로 단일 칩 최대 용량인 24Gb D램까지 양산할 계획입니다.

5G·AI·메타버스 등 빅데이터 시대 최고의 메모리 솔루션 될 것

삼성전자 메모리사업부 D램개발실장 이주영 전무는 “삼성전자는 지난 30년간 끊임없는 기술 혁신을 통해, 반도체 미세 공정의 한계를 극복해 왔으며, 이번에도 가장 먼저 멀티레이어에 EUV 공정을 적용해 업계 최선단의 14나노 공정을 구현했다”며, “고용량, 고성능 뿐만 아니라 높은 생산성으로 5GㆍAIㆍ메타버스 등 빅데이터 시대에 필요한 최고의 메모리 솔루션을 공급해 나가겠다”고 밝혔습니다.

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