AI·자율주행 시대...삼성전자 차세대 'CXL 메모리' 주목받는 이유

삼성전자의 CXL 메모리 /사진=삼성전자 반도체 뉴스룸

삼성전자가 레드햇과 업계 최초로 동작 검증에 성공한 CXL(Compute Express Link) 메모리는 AI(인공지능) 시대를 이끌 차세대 D램으로 기대를 모은다.

최근 AI시대를 맞아 처리해야 할 데이터 양이 급증하면서 기존에 여러 개로 나누어져 있던 인터페이스를 통합해 시스템 용량이나 대역폭을 확장시킬 수 있는 인터페이스 필요해졌다. 이에 대응해 인텔은 2019년 3월 CPU와 가속기 간 인터커넥트 프로토콜 CXL을 발표했다.

CXL은 고성능 컴퓨팅 시스템에서 CPU와 함께 사용되는 가속기, 메모리, 저장장치 등을 보다 효율적으로 활용하기 위해 새롭게 제안된 인터페이스로, 기존 컴퓨팅 시스템의 메모리 용량의 물리적 한계를 극복하고 D램의 용량을 획기적으로 확장할 수 있다. CPU와 SoC(시스템온칩), GPU(그래픽처리장치), FPGA(프로그래머블반도체)가 직접 통신하고 메모리를 공유한다.

CXL 메모리 모듈은 기존 DDR 인터페이스 기반의 D램 모듈과 달리 CXL 인터페이스를 기반으로 한다. CPU가 사용할 수 있는 D램 디바이스가 DDR 인터페이스 외에 PCIe(Peripheral Component Interconnect Express, 고속 인터페이스 규격)로도 확장하는 개념이다.

CXL D램은 서버 전면부(기존 SSD 장착 위치)에 여러 대를 장착할 수 있어 메모리 대용량화가 가능하며, 메모리 풀로 구성 시 여러 대의 서버가 CXL D램을 공유해 메모리 효율성을 높일 수 있다. CPU당 16개의 D램이 평균 최대치인데, CXL을 이용하면 기존 대비 메모리 용량을 최소 2배 이상 확장시킬 수 있다.

CXL 2.0에 탑재된 메모리 풀링 기술 /사진=삼성전자 반도체 뉴스룸

CXL 메모리는 삼성전자가 개발을 주도 하고 있다. 삼성전자는 지난 2021년 5월 업계 최초로 CXL 기반의 D램 메모리 기술을 개발했고, 같은해 10월 CXL 메모리 스프트웨어 개발 솔루션도 최초로 공개했다. 2022년 5월에는 업계 최초로 고용량 512GB CXL D램 개발에 성공했고, 올해 5월 업계 최초로 메모리 풀링 기능을 갖춘 CXL 2.0을 지원하는 128GB CXL D램을 개발했다.

고용량 메모리 추세에 맞춰 CXL 시장은 본격적으로 확장될 것으로 보인다. 시장조사업체 욜 인텔리전스에 따르면, 글로벌 CXL 시장은 2029년 150억 달러(약 20조원)에 달할 것으로 전망된다.

한편, 삼성전자와 CXL 메모리 동작 검증에 나선 레드햇은 리눅스 엔터프라이즈 1위 업체로 리눅스 운영 체제에 대한 솔루션 (Red Hat Enterprise Linux) 뿐 아니라 가상화 (IaaS Infrastructure as a Service) 및 컨테이너 (PaaS Platform as a Service) 솔루션을 모두 갖추고 있다.

임동욱 기자 dwlim@mt.co.kr