울트라HD 영화 50편 1초 만에 처리…삼성 또 D램 신기술 세계 첫 개발

32Gbps 속도의 ‘GDDR7 D램’으로 초격차 유지
연내 주요 고객사 시스템 탑재로 검증 본격 시작

[헤럴드경제=김지헌 기자] 삼성전자가 차세대 그래픽 시장의 성장을 주도할 ‘32Gbps(기가비트퍼세컨드) 그래픽 더블 데이터 레이트7(GDDR7) D램’을 세계 최초로 개발했다.

삼성전자는 지난해 세계 최초로 ‘24Gbps GDDR6 D램’을 개발한데 이어, ‘32Gbps GDDR7 D램’도 세계 최초로 개발해 그래픽 D램 시장에서 기술 초격차를 유지하고 있다. 해당 D램은 주요 고객사의 차세대 시스템에 탑재돼 연내 검증이 시작될 예정이다.

GDDR D램은 그래픽, 데이터센터, AI 등 방대한 양의 데이터를 빠르게 처리하는 응용처에 사용되는 D램으로, 일반 DDR 대비 데이터 전송을 위한 채널이 많고 높은 대역폭을 가지고 있다. 그래픽 메모리는 PC, 노트북, 게임 콘솔 등의 그래픽 영역뿐 아니라, 초고속 대용량 데이터 처리 기술을 요구하는 고성능 컴퓨팅, 인공지능, 딥러닝, 가상현실, 메타버스 등 다양한 영역에서도 주목받고 있다. 자율 주행 시스템의 확대와 고해상도 지도, 동영상 스트리밍, 고사양 게임 등 차량 내 인포테인먼트 시스템이 고도화되고, 대량의 자율주행 데이터를 빠르게 처리해야 하는 기술이 요구되면서 차량 영역에서도 각광받고 있다. GDDR7 D램은 향후 차세대 고성능 컴퓨팅(HPC), 인공지능(AI), 자율주행차 등 다양한 분야에서도 폭넓게 활용될 전망이다.

삼성이 이번에 개발한 제품은 한층 향상된 고성능·저전력 특성을 갖춘 16Gb(기가비트) 제품으로, 기존보다 데이터 처리 속도는 1.4배, 전력 효율은 20% 향상됐다.

삼성전자는 이번 제품에 PAM3(‘-1, 0, 1’로 신호 체계를 구분해 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송) 신호 방식을 신규 적용해 데이터 입출력 핀 1개당 최대 32Gbps의 업계 최고 속도를 구현했다. PAM3 신호 방식은 기존 NRZ(‘0, 1’로 신호 체계를 구분해 1주기마다 1비트 데이터를 전송) 방식보다 동일 신호 주기에 1.5배 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 기술이다.

이 D램을 그래픽 카드에 탑재하면 최대 초당 1.5TB(테라바이트)의 데이터를 처리할 수 있다. 이는 기존 최대 1.1TB를 제공하는 GDDR6 대비 1.4배 향상된 성능이다. 1.5TB는 30GB(기가바이트) 용량의 울트라HD 영화 50편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도이다.

삼성전자는 고속 동작에 최적화된 저전력 설계 기술을 적용해 전력 효율 또한 20% 개선했다. 특히 노트북 등 저전력 특성이 중요한 응용처를 위해 초저전압을 지원하는 옵션도 제공한다. 또한 삼성전자는 열전도율(열을 얼마나 잘 전달하는지 나타내는 수치)이 높은 신소재를 EMC(수분, 열, 충격 등 다양한 외부환경으로부터 반도체 회로를 보호하는 회로 보호제) 패키지에 적용하고, 회로 설계를 최적화해 고속 동작으로 인한 발열을 최소화했다.

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

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 부사장은 “GDDR7 D램은 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 나가겠다”고 밝혔다.

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