“HBM은 현재 유일한 고사양 솔루션…차세대는 PIM·CXL”

아직은 고대역폭메모리(HBM)가 전성기를 누리고 있지만, 앞으로 프로세싱인메모리(PIM)와 컴퓨트 익스프레스 링크(CXL)가 대세가 될 가능성을 염두에 둬야 한다는 진단이 나왔다.

손교민 삼성전자 D램설계팀 마스터는 13일 반도체공학회 인공지능반도체포럼이 서울 강남구 그랜드 인터컨티넨탈 파르나스 서울에서 개최한 조찬강연회에서 ‘AI 시대를 위한 D램 솔루션’을 주제로 강연했다. 이 자리에서 손 마스터는 “HBM은 이미 고대역폭 등 고사양을 요구받고 있고, PIM과 CXL은 떠오르는 메모리 솔루션”이라고 말했다.

손 마스터는 삼성전자의 미래 설계회로 분야에서 연구개발을 맡아왔고, 2020년 삼성전자 HBM2E(3세대) 플래시볼트를 개발했다.

손 마스터는 삼성전자가 HBM에 매진하는 이유로 현재 사람과 산업체가 쓰는 컴퓨터 체계 하에서는 성능을 가장 잘 발휘할 수 있는 기술이라는 점을 들었다. 그는 “HBM은 기존 컴퓨터 체계를 유지하면서 대역폭을 최대로 확보할 수 있는 유일한 솔루션이기 때문에 HBM 개발 수요가 많다”며 “당분간은 고객사들로부터 대역폭을 높여달라는 요청이 나올 것이라 삼성전자도 극심한 경쟁 체제 속에서 HBM을 개발하고 있다”고 말했다.
HBM 다음으로 주목하고 있는 메모리는 PIM과 CXL을 꼽았다. PIM은 D램 간 데이터를 주고 받는 HBM과 달리 데이터 처리를 한 메모리 안에서 할 수 있게 설계한 메모리다. CXL은 프로세서와 장치 간에 데이터 흐름을 더 효율적으로 만들기 위해 일관된 프로토콜 체계를 갖춘 기술이다

손 마스터는 “PIM는 내부의 대역폭을 밖으로 노출시켜보자는 콘셉트로 개발됐기 때문에 기존 컴퓨터 구조에 변화가 필요하다”며 “시스템·포스트 개발자들 입장에서는 (기존 컴퓨팅 체제 아래에서) 제일 익숙한 솔루션이 계속 확장되길 원하므로 HBM 연구가 이어지는 것”이라고 말했다.

이어 “HBM 메모리 용량과 대역폭 확장이 한계에 부딪힐 경우 대안을 찾아나섰을 때 PIM이 (성능과 가격 사이) 중간 단계의 솔루션으로서 의미가 있다”고 강조했다.

CXL에 관해서는 “용량을 늘리고 싶어 낸드플래시를 쓸 때 D램에서 낸드로 데이터를 옮기는 시간이 너무 길다는 단점을 피하기 위해 D램을 다량으로 탑재하자는 아이디어”라고 말했다. 이와관련, 업계에서는 PIM보다 CXL이 먼저 쓰일 가능성이 클 것으로 보고 있다.

구체적인 방안으로는 “CXL을 박스 형태로 모은 거대 D램이나, 낸드랑 섞어서 하이브리드 구조를 띠는데이터 전송 속도가 빠른 D램과 저장용량이 큰 낸드플래시를 조합한 하이브리드 구조도 생각해볼 수 있다”고 언급했다.

삼성전자 메모리 반도체 사업의 방향에 대해서는 ‘고객 맞춤형(커스터마이제이션)’을 꼽았다. 손 마스터는 “차세대 HBM으로 불리는 맞춤형 HBM과 D램 파운드리는 개념이 다르지 않다”며 “현재는 시대가 바뀌어서 HBM4에서는 베이스 다이를 로직 프로세스로 파운드리 공정을 쓰기 때문에 실제로 다양한 이제 고객이 원하는 대로 만들어 줄 수 있는 환경이 됐다”고 말했다. 그러면서 “삼성전자 메모리사업부가 고객의 요구에 맞은 메모리를 만들기 시작하면서 커스터마이제이션 방향으로 나아갈 여지가 생긴 것”이라고 부연했다.


정승현 글로벌이코노믹 기자 jrn72benec@g-enews.com