달수, 먼 바다를 구하는 영웅이 되다?!

평화로운 어느 날, 심각한 표정을 한 공듀가 달수를 찾아왔습니다. 공듀는 바다에 사는 친구들의 마을이 점점 더워지고 있다는 소식에 걱정이 많은데요. 이를 듣고 있던 추선생은 데이터센터에서 묘책을 찾을 수 있다고 말합니다. 공듀의 고민 해결을 위해 나선 달수는 데이터센터에 사용되는 ‘저전력 반도체’에서 해결의 실마리를 얻었습니다. 과연, 공듀의 친구들은 시원한 계절을 되찾을 수 있을까요? 영상을 통해 확인해보세요!

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다채로운 색깔의 고화질 4K 영상, 수천 장의 사진을 담는 든든한 사진첩! 오늘은 이 모든 것을 가능하게 해주는 맛집으로 향합니다. 소형 기기의 미래, 작지만 강한 모바일 메모리 맛집입니다.

모바일 메모리는, 핸드폰, 웨어러블 디바이스 등 소형 기기 전용 메모리로 작은 기기에 쏙 들어가는 칩을 뜻해요. 휴대폰 산업이 발달할수록 메모리도 함께 작아지고 있죠. 카메라의 기능이 점점 커지고, 배터리 용량도 늘어나기 때문에 반도체가 들어갈 공간은 협소해지고 있기 때문이에요. 이에 삼성전자 반도체는 얇은 패키지에 고용량의 칩을 쌓는 기술을 적용하는 등 작은 공간에서도 고효율을 낼 수 있도록 최선의 노력을 더 하고 있습니다.

크기는 작지만 제 할 일 톡톡히 해내는 모바일 메모리! 4차 산업혁명의 중심에 선 모바일 메모리의 이야기를 9년 차 소형 기기 인테리어 디자이너를 통해 들어볼까요?

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과연 달수는 ESG 퀴즈 정답을 모두 맞추고 ‘집꾸템’을 획득할 수 있을까요? 여러분도 달수와 함께 도전해 보세요!



[ESG 집꾸미기 챌린지 정답 공개]

1. 애쓰지 마켓 – 그린워싱

2. 넷제로샵 – 저전력 반도체

3. 수변공원 상점 – 지구온난화

4. 새활용센터 – 비헹분섞

5. 숲속 상점 – 100%

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[지난 화] Ep.7 인기만점 멘토가 된 달수?! ESG 전문가에 한발짝 더 다가서다

[다음 화] Ep.9 저절로 불이 꺼지는 사무실? 달수의 오싹한 여름 밤

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우리가 삶의 터전을 일군 푸른빛의 행성, 지구. 우리는 그동안 지구에 있는 자원을 통해 엄청난 속도로 발전하며 삶의 빛을 얻었습니다. 하지만 정작 지구는 본연의 맑고 푸른빛을 점점 잃어가고 있었죠. 지구의 깨끗한 하늘과 맑은 공기를 유지하기 위해 우리는 무엇을 할 수 있을까요? 삼성전자 반도체는 그 해답을 ‘반도체’에서 찾았습니다.

저전력 반도체 개발을 통한 소비전력 절감부터 제품 생산 전 과정의 환경 영향을 분석해 최적화하는 노력까지. 다양한 활동으로 탄소 배출 저감에 박차를 가하는 삼성전자 반도체의 친환경 발자취를 영상에서 확인하세요!

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전 세계 전력 사용량의 1%가 오롯이 사용될 정도로 전력 소모량이 많은 ‘데이터 센터’. 저전력 반도체 사용은 이제 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 과연 저전력 반도체가 지구에 미치는 영향은 어느 정도일까요? 최신 DDR5의 놀라운 나비효과를 <내일도 애쓰지(ESG)> 열세 번째 주인공 남홍주 님과 함께 알아보겠습니다.

‘속도는 빠르게, 용량은 크게, 전력은 낮게’ DDR5의 3COMBO!

홍주 님은 서버용 D램이 출하되기 전 최종 평가하는 업무를 담당하고 있는데요. 개발 초기 단계의 D램과 플랫폼을 함께 분석하며 동작에 오류가 있는지 밝혀내는 작업이 가장 짜릿하다고 합니다. 그런데, 이 업무와 저전력 반도체는 어떤 관련이 있는 걸까요?

데이터 센터의 서버에는 메모리 저장장치인 SSD가 들어갑니다. 여기에 사용되는 D램 캐시에 DDR(Double Data Rate)이 장착되어 있는데요. DDR 중 가장 최신 기술이 바로 삼성전자의 DDR5입니다. 전 세계 서버용 D램을 삼성전자의 최신 DDR5로 교체할 경우, 엄청난 변화가 나타납니다. 동작 전압은 1.2V에서 1.1V로 낮아지고, 동작 속도는 3200Mbps에서 6400Mbps로 빨라지는 효과를 볼 수 있죠. 고작 ‘0.1V’라고 생각하시는 분들도 있을 텐데요. 시.선.집.중!

데이터 센터는 수많은 서버들로 구성되어 있습니다. 하나의 서버에는 32개의 모듈이 들어가고, 각 모듈에는 40개의 D램 칩이 들어가는데요. DDR5 하나만 봤을 때에는 ‘0.1V’라는 작은 수치이지만 수많은 ‘0.1V’가 모여 엄청난 전력 감소를 가져올 수 있습니다. 실제로 전 세계 서버용 D램을 DDR4대신 DDR5로 교체할 경우, 1년에 약 1Twh의 전력량을 줄일 수 있습니다. 작년 한 해 서울 강북구에서 사용한 전력 소비량보다도 훨씬 많죠.

이런 큰 변화를 이뤄 내기 위해서는 철두철미한 평가가 필수인데요. 전 세계 어느 지역에서든 문제없이 동작을 수행할 수 있도록 초저온/초고온 등 극한 환경에서의 테스트도 진행됩니다. 하루 24시간이 모자란 홍주 님! 그녀에게 24시간 든든하게 의지할 수 있는 특별한 동료가 있다고 합니다. 그 정체가 궁금하다면 영상에서 확인해 보세요!

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이러한 기후 변화의 주요 원인은 온실가스 배출로 인한 ‘지구 온난화’인데요. ‘쉽게 알아보는 반도체 모임, #반모 8탄’에서는 최고의 전력 효율을 바탕으로 지구 온난화를 늦추는 ‘저전력 반도체’에 대해 알아보겠습니다.

사용량이 증가할수록 점점 뜨거워지는 ‘데이터센터’와 ‘지구’

5G, 인공지능, 사물인터넷 등 기술이 급속도로 발전하고, 유튜브나 OTT 등 영상 플랫폼 사용이 일상화되면서 엄청난 양의 영상과 사진들이 ‘데이터센터’에 저장되고 있습니다. 데이터를 처리, 저장하고, 소비자들에게 끊김 없이 제공하기 위해서 데이터센터는 24시간 가동되어야 하며 이는 어마어마한 양의 ‘전력’을 필요로 합니다. 또한 데이터센터 가동을 위한 전력 사용 외에도, 쉬지 않고 가동되는 데이터센터의 열기를 식히기 위한 전력도 필요합니다.

이러한 전력 사용의 증가는 지구 온난화를 야기하는 온실가스 배출의 주요 원인이기에, 데이터센터의 전력 소모를 최대한 줄이는 것이 전 세계적인 과제가 되었는데요. 데이터센터의 전력 폭증을 해결할 수 있는 방안으로 주목받고 있는 것이 바로 ‘저전력 반도체’입니다. 전력을 덜 소모하고 열 발생이 적어 데이터센터 전체의 전력 효율을 최적화할 수 있기 때문입니다.

환경을 위한 차가운 솔루션, ‘저전력 반도체’

기존에는 데이터센터 서버에서 주로 HDD(Hard Disk Drive)를 사용해 데이터를 저장했는데요. 2000년대 등장한 SSD(Solid State Drive)는 HDD보다 성능은 뛰어나면서도 소비 전력과 발열이 적은 장점 때문에 HDD를 대신하는 최적의 데이터센터 솔루션으로 자리잡았습니다. 하지만, 인류가 만들어 내는 데이터의 양은 엄청난 속도로 증가해, 2025년에 축적되는 데이터가 2018년까지 쌓인 데이터 대비 5.3배나 증가한 175ZB(제타바이트)에 달할 것으로 예상되고 있습니다. 이 때문에 데이터센터 전력 효율의 중요성은 계속해서 커지고 있습니다.

* 제타바이트(ZB): 데이터 정보량을 나타내는 단위. 10의 21제곱을 의미하는 접두어 제타(zetta)와 컴퓨터 데이터량을 표시하는 단위인 바이트(byte)의 합성어

이에 삼성전자 반도체는 SSD의 전력 효율을 최대로 끌어올리고자 노력하고 있습니다. SSD가 작동할 때 불필요하게 소모되는 ‘잉여 전력’ 요소를 찾아내고, 온도가 어떻게 변화하는지도 모니터링해 최대한 발열을 줄일 수 있는 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 노력의 일환으로, 2021년 2월에는 데이터센터 전용 고성능 저전력 SSD ‘PM9A3 E1.S’를 출시하고, 3월에는 업계 최초로 ‘하이케이 메탈 게이트(High-K Metal Gate, 이하 HKMG)’ 공정을 적용해 저전압에서도 고성능 구현이 가능한 DDR5 모듈을 선보였습니다. 이후 5월에는 DDR5 D램 모듈의 성능을 극대화하고 전력 사용은 최소화하는 전력관리반도체 (PMIC) 3종을 출시했고요.

‘저전력 메모리 반도체’로 데이터센터의 전력량을 얼마나 줄일 수 있을까?

2020년에 출하된 전 세계 데이터센터 서버용 HDD를 모두 SSD로 교체한다고 가정하면, 전력량은 연간 3TWh(테라와트시)나 절감됩니다. 여기에 2020년 출하되는 서버의 D램을 기존 DDR4에서 최신 DDR5로 업그레이드 하면, 연간 약 1TWh를 추가로 절감할 수 있습니다. 또한 그 결과로, 서버를 직접 가동하는 전력 외에도 열기를 식히는 에너지를 포함해 데이터센터 전반적인 운영 facility에 드는 전력도 3TWh가 절감됩니다.

이를 모두 합치면 연간 총 7TWh의 전력량이 절감되는데요. 이는 노후 화력발전소 2.5기를 대체할 수 있는 전력량입니다. 이처럼, 저전력 반도체를 사용하면 에너지를 큰 폭으로 절약할 수 있고, 그에 따라 온실가스 배출량도 저감된다는 것을 알 수 있습니다.

* 와트시(Wh): 전력량의 단위. 전력량은 전력과 시간의 곱으로 정의되므로, 전력의 단위인 와트(W)와 시간의 단위인 시(h)를 곱한 와트시(Wh)로 표기

지금까지 뛰어난 성능과 전력 효율로 지구 온난화를 낮추는 ‘저전력 반도체’에 대해 알아봤습니다. 삼성전자는 2009년 ‘그린메모리’ 캠페인을 시작으로, 매년 더욱 진일보한 저전력 반도체 제품을 선보여왔는데요. 앞으로도 지속 가능한 미래를 만들어나가기 위해 노력할 예정입니다. 오늘도 여러분들에게 유익한 시간이 되었기를 바라며, 다음 #반모에서 만나요!

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[내일도 애쓰지(ESG), Ep.6] 파워오프걸의 미션, 지구 온도를 낮춰라!

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유튜브 영상을 보는 것이 지구 온난화의 원인이 될 수 있다는 사실, 알고 계셨나요? 우리가 인터넷으로 보는 영상, 사진 등 모든 데이터는 수천, 수만 대의 SSD로 구성된 데이터 센터들에 저장되어 있는데요. 이 데이터 센터에서는 엄청난 양의 전기 에너지가 사용될 뿐만 아니라, 열이 발생해 이를 식히기 위한 냉각 에너지도 많이 소모됩니다. 이처럼 오늘날 데이터 센터들이 필요로 하는 대규모의 에너지를 생산하는 과정에서 탄소가 배출되며 지구 온난화의 원인이 되기도 합니다.

그리고 지금 여기, 이 문제를 해결하기 위해 SSD 전력 전문가가 나섰습니다. 바로 <내일도 애쓰지(ESG)>의 여섯 번째 주인공 ‘민성원’님입니다.

저전력 반도체를 통해 더 효율적으로 Power Off!

최근 비대면 강의, 비디오 스트리밍 사용이 급격히 증가하고 있는데요. 그래서 데이터 센터의 전력 효율을 최적화하는게 중요합니다.

민성원 님의 과제는 데이터 센터를 구성하는 SSD가 작동할 때 불필요하게 소모되는 ‘잉여 전력’을 찾아내고, 그것을 줄이는 것입니다. 데이터 센터의 전력 최적화를 추구해, 결과적으로는 소비자들이 고화질 영상을 감상하더라도 환경을 덜 해치도록 하는 것이죠. 이를 위해 매일 SSD가 얼마나 많은 전기를 소모하는지, 그리고 이에 따라 온도는 어떻게 변화하는지 모니터링하고 있습니다.

한편, 데이터 센터의 수천, 수만 대의 SSD가 가동되면 엄청난 열이 발생하는데요. 이 열을 식히기 위한 냉각 에너지도 만만치 않습니다. 데이터 센터를 차가운 바다 속이나 추운 극지방에 짓는  것도 이러한 이유 때문이죠.

삼성전자는 전기를 덜 소모하고 열이 적게 발생하는 ‘저전력 반도체’ 기술을 개발하고, 이를 통해 데이터 센터의 전력 효율을 최고로 높이기 위해 노력하고 있는데요. 이를 통해 대규모의 탄소 저감 효과까지 얻을 수 있을 것으로 예상됩니다.

만약 2020년에 판매된 전 세계의 서버용 HDD(하드디스크드라이브)를 모두 삼성전자의 최신 SSD로 바꾼다면 얼마만큼의 전력량을 아낄 수 있을까요? 정답은 영상에서 확인할 수 있습니다.

자신의 일을 가족처럼 소중하게 여긴다는 민성원 님. 언젠간 자신의 이름이 ‘SSD 파워’의 대명사가 되는 날을 꿈꾼다고 하는데요. 앞으로도 SSD 파워 저감으로 데이터 센터의 탄소배출량을 줄여 나갈 ‘파워오프걸’ 민성원 님의 활약을 기대해 주세요!

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