이러한 혁신을 이루어낸 주역들, 상품기획팀의 김정욱 TL, 김규동 님, 솔루션개발팀의 유수프 TL, 오영근 TL을 만나보았다.

Q. CES 2026 혁신상을 수상한 Detachable AutoSSD 제품에 대해 간략히 소개해 주세요.

김정욱 TL: Detachable AutoSSD는 까다로운 자동차 환경을 위해 특별히 설계된 업계에서 가장 빠른 속도의 차량용 고용량 스토리지 제품입니다. 임베디드 스토리지와 달리 컨트롤러와 낸드를 분리한 모듈식 E1.A 폼 팩터를 특징으로 하여 교체 및 업그레이드가 용이한 것이 장점입니다. 또한 이러한 모듈식 설계 덕분에 방열 성능과 제품 수명 역시 획기적으로 개선된 솔루션입니다.

Q. 모듈식 설계를 기존의 임베디드 스토리지와 비교한다면, 구체적으로 어떠한 장점이 있을까요?

오영근 TL: 시스템 보드 위에 장착되는 임베디드 스토리지의 경우 하나의 패키지 내에 주요 컴포넌트인 컨트롤러와 NAND가 동시에 실장되는 형태입니다. 이 경우 작은 공간에 두 개의 주요 발열 소자들이 모여있다 보니 각 소자들의 온도가 빠르게 상승한다는 단점이 있습니다. 또한, 통상 패키지 내 여러 층의 NAND 칩을 쌓아서 용량을 늘리곤 하는데, 임베디드 스토리지의 경우 패키지 공간이 국제 규격으로 정해져 있기 때문에 대용량의 스토리지를 구현하는 데에 어려움이 있습니다. 스토리지의 볼맵 역시 국제 규격으로 정의되어 있기 때문에 저희가 임의로 볼맵을 최적화 할 수 없다는 한계점이 있습니다.

반면, Detachable AutoSSD의 경우 이러한 문제들에 대응하기 위해 모듈식 설계를 채택하였습니다. 까다로운 Automotive향 신뢰성 기준에 부합하도록 개발된 컨트롤러와 NAND를 각각 분리하여 하나의 모듈에 분산 배치함으로써 소자 간 발열에 의한 성능 저하 문제를 해소하였습니다. 컨트롤러 볼맵 역시 최적화하여 신호 무결성을 확보하고, 모듈 내에 다수의 NAND 패키지를 실장함으로써 고용량을 수월하게 구현할 수 있었습니다.

가장 큰 차별점으로, 시스템 보드에 솔더링하여 실장된 임베디드 스토리지는 불량이나 성능 저하 시, 시스템 전체를 교체해야하기 때문에 비용적인 부담이 크지만, Detachable AutoSSD의 경우 모듈 단의 탈부착이 용이하기 때문에 언제든지 교체나 업그레이드가 용이하다는 장점이 있습니다.

Q. 이러한 혁신적인 제품을 개발하시게 된 배경은 무엇일까요?

김정욱 TL: Automotive 시장의 까다로운 특성을 만족하면서 탈착이 가능한 모듈 타입의 스토리지는 아직 존재하지 않았습니다. Detachable AutoSSD는 자율 주행이라는 새 시장에서 요구되는 기술적, 법제화적 과제를 고려하여 기획한 제품입니다.

기술적으로 자율 주행 시스템은 하드웨어와 소프트웨어가 통합되는 추세이며, 다양한 기능에서 발생하는 방대한 데이터를 처리하기 위해서는 성능·용량·기능을 모두 갖춘 스토리지가 필수적입니다. 또한 차량의 전체 생애 주기에 걸쳐 발생하는 센서 데이터는 3~18 페타바이트(PB) 규모에 이를 것으로 예상되는 반면, 기존의 BGA 타입 스토리지는 총 쓰기 바이트(TBW) 한계 때문에, 이러한 대용량 데이터를 법적 기준만큼 장기적으로 저장하기에는 부족합니다. 따라서 규제와 실제 운용 요구를 동시에 만족시키기 위해 교체 가능한 형태의 스토리지 도입이 필요하다고 판단하였습니다.

사실 전 세계 어떠한 전장 표준에도 Detachable 스토리지에 대한 품질, 신뢰성, 기능 등 구체적인 표준은 없었습니다. 표준 부재로 인한 시행착오와 혼란에도 불구하고 다수의 고객사와 지속적으로 논의하고 개발실과 품질실 등 모두의 노력과 협력으로 한 땀, 한 땀, 구축해 간 제품이 이 Detachable AutoSSD입니다.

Q. 차량용 고용량 스토리지라고 하셨는데, 이러한 고용량의 스토리지가 차량 내에서 어떠한 역할을 수행하나요?

김규동 님: 차량용 고용량 스토리지는 특히 로봇 택시와 같은 완전 자율 주행 차량이나 커넥티드 카에서 무엇보다 중요한 역할을 수행합니다. 특히, 완전 자율 주행 차량은 카메라, LiDAR, 레이더, 초음파 센서 등 다양한 센서를 통해 방대한 데이터를 수집합니다. 수집된 데이터는 주행 환경을 인식하고, 객체를 탐지하며, 고해상도 맵을 기반으로 경로를 계획하기 위해 활용이 되는데, 이러한 데이터를 저장하고, 실시간으로 빠르게 읽고 쓰기 위해서는 고용량 스토리지가 필수적입니다. 또한 저장된 데이터를 분석하여 중요한 데이터들은 클라우드에 저장함으로써 차세대 자율 주행 차량의 알고리즘을 지속적으로 개선하고 성능을 향상시키는 데에도 필수적인 역할을 수행합니다.

앞으로의 자동차는 단순 이동 수단이 아닌, 사용자의 제3의 생활 공간으로 역할을 할 것입니다. 커넥티드 카 기술의 발전으로 차량 내에서 음악을 듣거나, 영상을 보고, 고사양 게임을 하기도 할 것입니다. 때로는 자동차 안에서 화상 회의가 이루어지는 등 움직이는 사무실로도 변화할 것으로 기대가 됩니다.

따라서, 더 많은 데이터와 콘텐츠를 저장하고 처리할 수 있는 고성능·고용량의 스토리지는 미래 자동차 사용자의 다양한 경험을 향상시키는데 크게 기여할 것으로 기대합니다. 

Q. 이러한 고용량 스토리지를 구현하기 위해서는 어떠한 기술이 적용되었을까요? 그리고 고용량 제품이 실제 차량 사용자에게 주는 이점은 무엇이 있을까요?

오영근 TL: Detachable AutoSSD는 E1.A의 소형 폼팩터에 4TB의 고용량을 구현하기 위해서 V8 세대 1TB NAND 칩을 전장용으로 개발, 모듈에 탑재한 방식으로 현존하는 자동차용 SSD 중 최대 용량을 달성한 제품입니다. 자율 주행 차량은 LiDAR, RADAR, 카메라 등 수십 개의 센서에서 초당 수 기가바이트 이상의 데이터를 실시간으로 생성하는데 이 데이터는 사고 분석, AI 학습, 소프트웨어 업데이트 등을 위해 장시간 저장되어야 합니다.

일반적인 NAND 스토리지 제품은 일정 시간 읽기와 쓰기가 반복되면 성능이 저하되고 필연적으로 교체가 필요한데요, 고용량 제품일수록 동일한 NAND 수명 안에서 더 많은 데이터를 저장할 수 있기 때문에 SSD 교체 빈도를 2~3배 정도 줄일 수 있습니다. 또한 용량이 커짐에 따라 더 많은 데이터를 병렬 처리하게 되면 읽기 및 쓰기 성능도 자연스럽게 향상되고 따라서 저용량 제품 대비 사용자가 체감하는 속도 차이 역시 크게 나타날 것입니다.

Q. 최근에는 차량이 데이터를 생성하고 공유하는 초연결 플랫폼으로 진화하면서 데이터를 안전하게 보호하는 보안이 중요해지고 있는데, 이러한 측면에서 Detachable AutoSSD는 어떠한 강점이 있을까요? 

김규동 님: 오늘날 자동차 산업은 전기화(Electrification)와 소프트웨어 중심화라는 두 흐름에 따라 빠르게 재편되고 있습니다. 차량은 이제 단순한 이동수단을 넘어서, 데이터를 생성하고 공유하는 초연결 플랫폼으로 진화하고 있습니다. 이에 따라 주행 중 발생하는 방대한 데이터를 안전하게 보호하기 위한 보안 기술의 중요성 역시 더욱 커지고 있습니다.

Detachable AutoSSD는 모듈 타입의 스토리지로 물리적으로 분리가 가능한 구조이기 때문에 보안 기술이 특히나 중요합니다. 때문에, 스토리지 자체에 SED(Self Encrypting Drive) 기능을 적용하여 데이터를 암호화하여 저장함으로써 해커들이 SSD에 접근하더라도 내용을 해독할 수 없도록 하였습니다. 또한, SPDM(Security Protocol and Data Model) 기능을 통해 플랫폼과 SSD 간 기밀성과 무결성을 보장하는 보안 통신 세션을 설정하여 데이터 전송 과정에서의 위변조 위험을 낮추었습니다.

뿐만 아니라, 삼성전자 메모리 사업부는 자동차 산업 전반에 적용되는 보안 관리 체계 표준인 CSMS(Cybersecurity Management System) 인증을 통해 제품 개발부터 운영, 유지 보수의 전 과정을 아우르는 보안 프로세스를 갖추었음을 증명하였습니다. 즉, 개별 제품의 보안성뿐 아니라 해당 제품을 제조하는 조직 전체가 보안 체계를 어떻게 내재화하였는지에 대해 지속적인 외부 인증을 받는 등, 보안을 기업 운영의 핵심 문화로 구현하고 있습니다.

Q. 차량용 솔루션이다보니 안정성 역시 빼놓을 수 없는 중요한 요소였을 것 같습니다. 

유수프 TL: Detachable AutoSSD는 E1.A 폼팩터를 기반으로 하지만 데이터센터에서 주로 사용되는 E1.S 표준을 기반으로 설계되었습니다. 원래 E1.S 폼팩터는 자동차 환경을 고려하여 표준화 된 규격은 아니지만, 컴팩트한 사이즈와 고용량, 표준화된 인터페이스 등의 장점을 채용하는 동시에 자동차 부품에 대한 엄격한 요구사항을 충족하여 E1.A 폼팩터의 Detachable AutoSSD를 개발하였습니다.

자율 주행 차량이 주변을 정확히 인식하고 안전하게 주행하기 위해서는 안정적인 전기 연결이 필수적인데요, 연결이 끊기면 치명적인 오류와 인명 피해가 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 자동차용 SSD는 데이터센터의 30배 수준의 진동 및 극한의 온도, 충격, 습기 등 데이터센터보다 훨씬 가혹한 조건을 견뎌야만 합니다.

저희는 2019년 개발 초기부터 Connection 신뢰성을 핵심으로, 해당 솔루션의 개발을 최우선 목표로 하였습니다.

Detachable AutoSSD는 자동차 환경 표준에 대한 엄격한 검증을 거치고 기존 E1.S 대비 강화된 인클로저를 적용, 두 개의 나사 고정 지점으로 호스트 시스템에 견고히 장착됩니다. 또한, USCAR¹⁾ 지침을 만족하는 커넥터와 어댑터를 개발하였고, CPA²⁾를 적용하여 이중 잠금 기능을 구현하여 진동·충격·온도 변화 등으로 인한 우발적인 분리를 방지하였습니다. 이러한 통합적인 구조로 Detachable AutoSSD는 안정적인 연결과 뛰어난 신뢰성을 제공하며, 현장 설치 및 유지 보수를 용이하게 합니다. 이처럼 삼성의 Detachable AutoSSD는 개별 부품뿐 아니라 설계, 검증, 생산 기준 등 전반에 걸쳐 USCAR 지침을 준수하여 개발되었습니다.

또한 우리는 자동차 산업에서 깊은 전문성을 가진 여러 파트너와 협력하여 자동차용으로 특화된 이 혁신적인 솔루션을 완성했습니다. 앞으로 Detachable AutoSSD에 대한 사양은 엔지니어링 커뮤니티에 공개되고 가까운 시일 내에 SNIA³⁾을 통해 표준화 될 예정입니다.

Q. 마지막으로, 이러한 혁신성을 인정받은 삼성의 Detachable AutoSSD가 앞으로의 차량용 스토리지 업계를 어떻게 이끌어 갈 것으로 기대하시는지 한 말씀 부탁드립니다.

김정욱 TL: 5년 전 자동차 시장을 떠올려 보면 전기 자동차나 자율 주행의 미래에 대해 부정적인 시각이 참 많았습니다. 하지만 지금은 어떤가요? 대중화 관점에서는 조금 이르다는 생각들도 있지만 그래도 많은 개선이 있었고 심지어 중국에선 전기차의 판매 비중이 내연기관차를 넘어섰다고 합니다. 그럼 5년 후의 시장은 어떠할까요? 2030년의 도로에서는 내연 기관 자동차 보다는 자율 주행을 기반으로 하는 Lv3/Lv4 차량이 그려지지 않으신가요? 그리고 자율 주행 플랫폼과 결을 같이 하고 있는, 요즘 가장 핫이슈로 떠오르고 있는 휴머노이드 시장은 또 얼마나 발전해 있을까요? Detachable AutoSSD가 목표로 하는 시장은 현재가 아닌 5년 후의 자율 주행 차량과 휴머노이드 분야입니다. 삼성의 Detachable 스토리지가 ‘New normal’로 자리 잡아 차세대 이동 및 로봇 플랫폼의 표준 솔루션이 되는 것을 기대하고 있습니다.

김규동 님: Detachable AutoSSD는 전장 분야에 최적화된 최초의 모듈 타입, 고용량·고성능 스토리지입니다. 나아가 향후에는 Physical AI를 통해 완전 자율 주행뿐 아니라 다양한 휴머노이드 로봇 응용 시장까지도 아우를 수 있을 것으로 기대합니다. 

CES 혁신상으로 그 우수성을 입증한 삼성전자의 Detachable AutoSSD는 자동차용 부품을 넘어, 미래 자율주행 및 로봇 시장의 ‘뉴 노멀’이 될 것이다.

* 표시된 이미지는 예시용으로만 제공되며, 제품 자체 또는 해당 제품과 함께 촬영된 이미지를 정확하게 재현하지 않을 수 있습니다. 모든 이미지는 디지털 방식으로 편집, 수정 또는 보정되었습니다.
* 모든 제품 사양은 내부 테스트 결과를 반영하며 사용자의 시스템 구성에 따라 변동이 있을 수 있습니다. 실제 성능은 사용 조건과 환경에 따라 다를 수 있습니다.

_{¹⁾ USCAR(United States Council for Automotive Research): 미국 자동차 기술 연구를 위한 산업 협의체
²⁾ CPA(Connector Position Assurance): 커넥터가 완전하고 올바르게 결합된 경우에만 작동하도록 하는 보조 잠금 장치
³⁾ SNIA(Solid State Storage Industry Association): 전 세계 SSD·플래시 저장 매체 산업을 대표하는 비영리 협회}

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미국소비자기술협회(The Consumer Technology Association, CTA)는 5일 (현지시간) ‘CES 혁신상’ 수상 제품과 기술을 발표했다.

CTA는 매년 CES 개막에 앞서 가장 혁신적인 제품과 서비스를 선정해 CES 혁신상을 수여한다.

삼성전자는 영상디스플레이 12개, 생활가전 4개, 모바일 3개, 반도체 7개, 하만 1개 등 총 27개의 혁신상을 받았다.

영상디스플레이 부문에서는 업계에서 가장 혁신적인 제품이나 기술에 수여하는 최고 혁신상 2개를 수상했으며, 2026년형 TV, 모니터 등 신제품과 서비스로 10개의 혁신상을 수상했다.

생활가전 부문에서는 사용자의 편의성을 증대시킨 ‘냉장고 오토 오픈 도어’ 기능을 비롯해, 2026년형 가전 신제품과 기술로 4개의 CES 혁신상을 받았다.

모바일 부문에서는 ‘갤럭시 XR’, ‘갤럭시 Z 폴드7’, ‘갤럭시 워치8’로 3개의혁신상을 수상했다.

‘갤럭시 XR’은 물리적 제한없이 확장된 3차원의 공간에서 음성, 시선, 제스처 등으로 콘텐츠와 자연스럽고 직관적인 상호작용을 할 수 있는 헤드셋 형태의 제품이다.

특히, ‘멀티모달 AI’에 최적화된 새로운 폼팩터인 ‘갤럭시 XR’은 사용자에게 더욱 깊이 있는 몰입형 경험을 선사하고, 정보를 탐색하거나 엔터테인먼트를 감상하는데 있어 새로운 방식을 제안한다.

‘갤럭시 Z 폴드7’는 역대 갤럭시 Z 폴드 시리즈 중 ▲가장 얇고 가벼운 디자인 ▲갤럭시 AI ▲2억 화소 카메라 ▲대화면 디스플레이 ▲고성능 칩셋이 모두 담긴 제품으로 접었을 때는 직관적인 스마트폰 사용성을, 펼쳤을 때는 더 넓어진 대화면을 통해 몰입형 멀티태스킹을 지원한다.

‘갤럭시 워치8’은 스마트워치 최초의 ‘항산화 지수’ 기능을 탑재해 사용자가식단이나 생활 습관의 변화를 직관적으로 확인해 건강한 습관을 형성하도록 할 수 있다. 또, 웨어(Wear) OS 6와 제미나이를 탑재해 사용자는 일상에서 대화하듯 음성으로 명령해 여러 동작을 손쉽게 수행할 수 있다.

반도체 부문에서는 양자보안 칩 ‘S3SSE2A’이 사이버보안 분야에서는 최고혁신상을 임베디드 기술 분야에서도 혁신상을 수상하며 2개 분야에서 상을 받았다. 또, ‘LPDDR6’, ‘PM9E1’, ‘Detachable AutoSSD (탈부착 가능한 차량용 SSD)’, ‘ISOCELL HP5’, ‘T7 Resurrected’로 혁신상을 수상했다.

‘S3SSE2A’는 업계 최초로 하드웨어 양자 내성 암호(PQC)를 탑재한 보안 칩으로, 데이터를 안전하게 보호할 수 있어 양자 컴퓨팅 시대에 최적화된 솔루션이다.

‘LPDDR6’는 업계 최초로 개발된 차세대 모바일 D램으로 고성능·저전력 특성을 모두 갖춰 모바일, 온디바이스 AI 등 다양한 응용처에 활용 가능하다.

‘PM9E1’은 AI 컴퓨팅 시스템에 최적화된 PCIe 5세대 기반 SSD로, 초소형 폼팩터에 최대 4TB의 고용량을 구현했으며 우수한 성능과 전력 효율을 자랑한다.

‘Detachable AutoSSD’는 전장용 신뢰성과 표준을 만족하는 업계 최초 탈부착 가능한 차량용 SSD로, 제품 교체 및 업그레이드가 용이하며 성능과 내구성이 뛰어나다.

‘ISOCELL HP5’는 업계 최초 0.5㎛ 초미세 픽셀을 구현한 2억 화소 이미지센서로, 다양한 환경에서 고품질 이미지 촬영을 지원한다.

‘T7 Resurrected’는 재활용 알루미늄 외장 케이스를 적용한 포터블 SSD로, 스마트폰 생산 과정에서 발생된 알루미늄을 활용한 자원 선순환 제품이다.

하만의 ‘JBL 투어 원 M3 Smart Tx’ 노이즈캔슬링 오버이어 헤드폰도 혁신상을 수상했다. 이 제품은 터치 디스플레이가 탑재된 트랜스미터를 제공해 기내 엔터테인먼트 시스템, 태블릿 또는 노트북의 사운드를 무선으로 연결할 수 있게 해준다.

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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.

The post [기고문] AI 시대, 최적 메모리 솔루션으로 미래 기술을 그리다 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.

삼성전자가 20일(현지시간) 미국 실리콘밸리에 위치한 맥에너리 컨벤션 센터(McEnery Convention Center)에서 ‘삼성 메모리 테크 데이(Samsung Memory Tech Day) 2023’을 개최하고, 초거대 AI 시대를 주도할 차세대 메모리 솔루션을 대거 공개했다.

‘메모리 역할의 재정의(Memory Reimagined)’라는 주제로 열린 이번 행사는 글로벌 IT 고객과 파트너, 애널리스트 등 600여 명이 참석한 가운데 삼성전자 메모리사업부 이정배 사장, 미주총괄 짐 엘리엇(Jim Elliott) 부사장, 업계 주요 인사 등이 반도체 시장의 트렌드와 주요 제품을 소개했다.

삼성전자는 이날 클라우드(Cloud), 에지 디바이스(Edge Devices), 차량(Automotive) 등 응용처별 기술 트렌드를 공유하고 ▲ AI 기술 혁신을 이끌 초고성능 HBM3E D램 ‘샤인볼트(Shinebolt)’ ▲차세대 PC·노트북 D램 시장의 판도를 바꿀 ‘LPDDR5X CAMM2’ ▲스토리지 가상화를 통해 분할 사용이 가능한 ‘Detachable AutoSSD(탈부착 가능한 차량용 SSD)’ 등 차별화된 메모리 솔루션을 공개했다.

* 에지 디바이스: 데이터를 생성, 활용, 소비하는 모든 기기를 뜻함(스마트폰을 포함한 모바일 기기, 웨어러블, 센서를 활용한 사물인터넷 기기, 생활 가전, 사무용 전자기기 등을 포함)
* HBM3E: 삼성전자의 5세대 HBM D램 제품
* CAMM: LPDDR 패키지 기반 모듈 제품

삼성전자 메모리사업부 이정배 사장은 “초거대 AI 시대는 기술 혁신과 성장의 기회가 교차하는 지점으로, 업계에 더 큰 도약과 함께 도전의 시간이 될 것”이라며, “무한한 상상력과 담대한 도전을 통해 혁신을 이끌고, 고객·파트너와의 밀접한 협력으로 한계를 뛰어넘는 확장된 솔루션을 제공해 메모리 시장을 지속 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

또한 이정배 사장은 이날 행사에서 새로운 구조와 소재 도입을 통해 초거대 AI 시대에서 직면한 난제를 극복해 나가겠다고 강조했다.

지난 5월 12나노급 D램 양산을 시작한 삼성전자는 차세대 11나노급 D램도 업계 최대 수준의 집적도를 목표로 개발 중이라고 밝혔다.

삼성전자는 10나노 이하 D램에서 3D 신구조 도입을 준비하고 있으며, 이를 통해 단일 칩에서 100Gb(기가비트) 이상으로 용량을 확장할 계획이다.

삼성전자는 9세대 V낸드에서 더블 스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수를 개발 중이며, 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 성공적으로 확보했다고 밝혔다.

삼성전자는 셀의 평면적과 높이를 감소시켜 체적을 줄이고, 단수를 높이는 핵심 기술인 채널 홀 에칭으로 1,000단 V낸드 시대를 준비해 나가겠다고 강조했다.

* 채널 홀 에칭(Channel Hole Etching): 적층된 셀층에 미세한 원통형 구멍을 뚫어 전자가 이동할 수 있는 채널 홀을 형성하는 건식 식각(드라이 에칭) 기술
* 더블 스택(Double Stack): ‘채널 홀’ 공정을 두 번 진행해 만든 구조

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☐ AI 기술 혁신을 이끌 초고성능 HBM3E D램 ‘샤인볼트(Shinebolt)’

클라우드 시스템은 컴퓨팅 자원을 최적화해 사용할 수 있는 구조로 변화하고 있다. 이에 따라 시스템의 고성능화를 지원할 수 있는 고대역폭, 저전력 메모리와 다중 접속을 위한 스토리지 가상화 등이 요구되고 있다.

2016년 업계 최초로 고성능 컴퓨팅(HPC)용 HBM2를 상용화하며 HBM 시대를 연 삼성전자는 이번에 차세대 HBM3E D램 ‘샤인볼트(Shinebolt)’를 처음 공개했다.

‘샤인볼트’는 데이터 입출력 핀 1개당 최대 9.8Gbps의 고성능을 제공하며, 이는 초당 최대 1.2TB 이상의 데이터를 처리할 수 있는 속도이다.

* 1.2TB는 30GB 용량의 UHD 영화 40편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도

삼성전자는 NCF(Non-conductive Film) 기술 최적화를 통해 칩 사이를 빈틈없이 채워 고단 적층을 구현했으며, 열전도를 극대화해 열 특성을 또한 개선했다.

* NCF(Non-conductive Film, 비전도성 접착 필름): 적층된 칩 사이를 절연시키고 충격으로부터 연결 부위를 보호하기 위해 사용하는 고분자 물질

삼성전자는 현재 HBM3 8단, 12단 제품을 양산 중이며, 차세대 제품인 HBM3E도 고객들에게 샘플을 전달하고 있다고 밝혔다.

또한 차세대 HBM D램과 최첨단 패키지 기술, 파운드리까지 결합된 맞춤형 턴키 서비스도 제공할 예정이다.

이외에도 ▲현존 최대 용량 ’32Gb DDR5(Double Data Rate) D램’▲업계 최초 ’32Gbps GDDR7(Graphics Double Data Rate) D램’ ▲저장 용량을 획기적으로 향상시켜 최소한의 서버로 방대한 데이터를 처리할 수 있는 ‘PBSSD(Petabyte Storage)’ 등을 소개했다.

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☐ 고성능·저전력과 다양한 폼팩터로 에지 디바이스 혁신 주도

최근 AI 기술은 폭증하는 데이터를 원활하게 처리하기 위해 클라우드와 에지 디바이스 간에 워크로드를 분산, 조정하는 하이브리드 형태로 발전하고 있다.

삼성전자는 사용자 기기단에서 고성능·고용량·저전력·작은 폼팩터 등을 지원하는 솔루션을 공개했다.

특히 업계 최초로 개발한 7.5Gbps LPDDR5X CAMM2(Compression Attached Memory Module)은 차세대 PC·노트북 D램 시장의 판도를 바꿀 제품으로 참석자들의 이목을 집중시켰다.

이외에도 ▲9.6Gbps LPDDR5X D램 ▲온디바이스 AI(On-Device AI)에 특화된 LLW(Low Latency Wide I/O) D램 ▲차세대 UFS 제품 ▲PC용 고용량 QLC SSD BM9C1 등을 공개했다.

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☐ 2025년 전장 메모리 시장 1위 달성을 위한 차량용 핵심 솔루션 공개

자율 주행 시스템의 고도화에 따라 차량용 메모리 시장에서는 고대역폭, 고용량 D램과 여러 개의 SoC(System on Chip)와 데이터를 공유할 수 있는 Shared SSD 등이 요구되고 있다.

삼성전자는 스토리지 가상화를 통해 하나의 SSD를 분할해 여러 개의 SoC가 사용할 수 있는 ‘Detachable AutoSSD(탈부착 가능한 차량용 SSD)’를 공개했다.

이 제품은 최대 6,500MB/s의 연속 읽기 속도를 지원하며, 4TB 용량을 제공한다. 또한 탈부착이 가능한 폼팩터로 구현돼 손쉽게 SSD를 교체할 수 있어 성능 업그레이드 등이 용이한 제품이다.

삼성전자는 이외에도 차량용 ▲고대역폭 GDDR7 ▲패키지 크기를 줄인 LPDDR5X 등을 선보였으며, 최적의 메모리 솔루션을 통해 모빌리티 혁신에 기여하겠다고 밝혔다.

한편 삼성전자는 데이터센터 내 에너지 효율성을 높여 환경 영향을 최소화하려는 시장 트렌드에 맞춰 다양한 혁신 기술을 발표했다.

삼성전자는 초저전력 기술 확보를 통해 데이터센터, PC/모바일 기기 등에서 사용되는 메모리의 전력 소비량을 절감하고, 포터블 SSD 내 재활용 소재 적용 등을 통해 탄소를 저감할 계획이다.

또한 PBSSD 등 차세대 솔루션으로 서버 시스템의 공간 효율성과 랙 용량을 증대시켜 고객의 에너지 절감에 기여하겠다고 밝혔다.

* 랙(Rack): 서버, 통신 장비 등 시스템을 구성하는 장비들을 보관하는 프레임

삼성전자는 전 반도체 공급망 내에서 고객, 협력사 등 이해관계자와의 협력을 강조하며, 기술을 지속 가능하게 하는 기술을 통해 글로벌 기후위기 극복에 적극 동참하겠다고 밝혔다.

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