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삼성전자·SK하이닉스, AI시대 DDR5 기술 혁신 선도

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삼성전자·SK하이닉스, AI시대 DDR5 기술 혁신 선도

삼성전자의 512GB DDR5. 사진=삼성전자이미지 확대보기
삼성전자의 512GB DDR5. 사진=삼성전자
프랑스 시장조사업체 욜 디벨롭먼트에 따르면 D램 시장은 침체를 끝내고 올 하반기부터 회복에 들어가 회복 및 성장세를 보일 전망이다.

특히, 그간 침체에 따라 시장 점유율이 기대에 미치지 못했던 DDR5 메모리 수요 증가가 나타날 것으로 본다. AI 시대의 도래로 서버 및 엔터프라이즈 시장에서 시작되는 DDR5 메모리 수요는 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 휴대폰 등 어떤 것이든 차세대 메모리 기술로 채택될 것으로 보고 있다.

이제 DDR5 메모리의 시대로 접어들고 있다. 마이크론, 삼성, SK하이닉스 등 D램 주요 업체들은 DDR5 메모리 제품을 출시했지만, DDR4 대비 가격이 비싸고, 시장 침체로 채택이 미뤄져 왔던 것이 컴퓨팅 고도화, 고대역폭, AI, 머신러닝(ML) 및 데이터 분석의 수요가 커지면서 2023년 후반기부터는 D램의 새로운 표준으로 DDR5가 영역을 키워나갈 것으로 예측했다.

마이크론은 이미 새로운 AI 붐으로 DDR6 시대를 준비하고 있다는 소리도 들려온다.
최초의 DDR5 제품은 4800 MT/s(또는 5,600 MT/s)의 속도로 작동하는 UDIMM으로 시장에 출시됐다. 현재 고성능 서버의 최고급 3200 MT/s DDR4 DIMM에 비해 데이터 전송률이 33% 증가한 것이다.

DDR5는 더 높은 밀도와 성능을 위해 최첨단 DRAM 기술 노드를 채택하고 있다. DDR5 메모리는 다양한 혁신과 새로운 DIMM 아키텍처를 통합해 속도 향상을 도모하려고 한다.

이런 가운데 삼성전자와 SK하이닉스가 DDR5 신기술 개발을 선도하고 있다. 삼성은 이미 High-k Metal Gate (HKMG) 공정 기반의 DDR5 메모리 모듈을 발표했고, SK하이닉스는 EUV 공정을 활용한 최첨단 D1anm 기술로 개발한 새로운 24Gb DDR5 칩도 발표한 바 있다.

AI 시스템이 적극적으로 도입될수록 HBM 및 DDR5 메모리의 역할, 특히 에너지 효율성이 더 중요해진다. 예를 들어 대규모 NVIDIA A100 기반 시스템에서 메모리는 소비 전력의 최대 40%를 차지할 수 있다. 당연히 주요 메모리 제조업체가 보다 더 비용 효율적인 차세대 메모리를 개발해야 시장을 차지할 수 있다.

디지타임즈에 따르면 삼성전자는 이미 CXL과 12나노 공정 기술을 기반으로 16GB 용량의 DDR5 칩을 개발했다. 이는 이전 세대의 유사 칩보다 23% 더 비용 효율적이다. 삼성은 서울대학교와 협력해 전력 소비를 더욱 줄이기 위해 지속적으로 노력하고 있다. 대학도 이 방향으로 연구를 수행하고 있으며 이미 새로운 DRAM 변환 계층 기술을 개발했다. 이를 구현하면 DRAM 전력 소비를 추가로 31.6% 줄이는 데 도움이 될 것으로 예상된다.

SK하이닉스도 HKMG(High-K Metal Gate) 공정 기술을 적용한 차세대 LPDDR5X를 선보였다. 셀 전하량을 5배 증가해 누설전류를 줄일 수 있다. 그 결과 SK하이닉스의 새로운 LPDDR5X 메모리는 이전 대비 33% 향상된 성능과 20%의 에너지 절감 효과를 제공한다.

양사는 마이크론과 DDR5 시장에서 치열한 경쟁을 펼치는 가운데 본격적인 DDR5 시장이 열리면 매출과 이익에서 큰 개선을 기대할 수 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com