AI 시대 이끌 CXL…삼성전자 “2028년부터 주류 될 것”

최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장 <삼성전자>

삼성전자가 메모리 반도체의 한계를 극복한 ‘컴퓨트 익스프레스 링크’(CXL) 기술이 올해 하반기부터 개화하기 시작해 4년 뒤 본격적인 성장세를 탈 것이라고 전망했다.

최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장(상무)은 18일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 ‘CXL 기술 & 솔루션’ 설명회를 열고 “CXL가 2028년에는 메모리업계의 메인스트림(주류)으로 자리 잡을 것”이라고 말했다.

CXL의 의미는 ‘빠르게 연결해서 연산한다’이다. 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 스토리지 등 여러 장치를 연결해 더 빠른 연산 처리를 가능하게 하는 기술이다.

인공지능(AI) 열풍이 불면서 CXL은 AI 시대 차세대 메모리 기술로 주목받고 있다. AI 수요 증가와 함께 AI 학습, 추론 데이터양이 폭발적으로 늘어나고 있지만 기존 D램은 한정된 범위 내에서만 용량을 확장할 수 있기 때문이다.

이에 고속 인터페이스를 사용하고 용량 확장이 용이한 CXL 기반 D램 제품이 차세대 메모리 솔루션으로 주목받고 있다. CXL 기반의 D램인 CMM-D는 다양한 종류의 프로세서를 하나의 시스템으로 연결해 대용량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있도록 한다.

이를테면 데이터센터나 서버의 용량을 확장하기 위해서는 추가로 서버를 증설해야 했지만 기존 서버에서 SSD를 꽂던 자리에 그대로 CMM-D를 꽂아 사용하면 편리하게 용량을 늘릴 수 있다.

최 상무는 “삼성전자는 CXL 개발·양산을 위해 10년 이상 노력해 왔다”며 “현재는 수많은 업체와 제품을 평가하거나 고객 사이트에 엔지니어를 파견해 구동해 보는 활동을 시행하고 있다”고 설명했다.

삼성전자가 지난해 5월 개발을 마친 CXL 2.0 D램도 주목받고 있다. 업계 최초로 ‘메모리 풀링’ 기능을 지원하기 때문이다. 메모리 풀링은 서버 플랫폼에서 다수의 CXL 메모리를 묶어 풀(Pool)을 만들고 각각의 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나눠 사용할 수 있는 기술이다.

이를 이용하면 CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있어 데이터 전송 병목현상이 줄어든다. 데이터센터에서도 효율적인 메모리 사용으로 서버 운영비를 절감할 수 있는 장점이 있어 총소유 비용(TCO) 절감이 가능하다.

삼성전자는 HBM(고대역폭메모리) 시장에서는 경쟁사보다 다소 뒤처졌단 평가를 받았지만, CXL 시장에서는 주도권을 뺏기지 않겠다는 의지를 내비치고 있다.

지난 2021년 5월 업계 최초 CXL 기반 D램 제품 개발을 시작으로 업계 최고 용량 512GB CMM-D 개발, 업계 최초 CMM-D 2.0 개발 등에 성공했다. 지난 3월에는 글로벌 반도체 학회 ‘멤콘 2024’에서 CMM-D, D램과 낸드를 함께 사용하는 CMM-H(Hybrid), 메모리 풀링 솔루션 CMM-B(Box) 등 다양한 CXL 기반 솔루션을 선보였다.

또 업계 최초로 리눅스 기업 레드햇으로부터 인증받은 CXL 인프라를 보유하고 있다. CXL 관련 제품부터 소프트웨어까지 서버 전 구성 요소를 삼성 메모리 리서치 센터에서 검증할 수 있다.

삼성전자는 CXL 컨소시엄을 결성한 15개 이사회 회원사 중 하나다. 메모리 업체 중 유일하게 이사회 멤버로 선정돼 CXL 기술의 고도화·표준화를 위한 역할을 수행하고 있다. 컨소시엄에는 삼성전자를 비롯해 알리바바그룹, AMD, 시스코 시스템즈, 구글, HP, IBM, 인텔, 메타, MS, 엔비디아 등 빅테크 기업들이 참여하고 있다.

최 상무는 “하반기부터 CXL 2.0 기술을 탑재한 CPU가 출시될 예정이라 시장도 움직이고 있다”며 “CXL 시장은 2028년께 급격하게 오를 것”이라고 전망했다. 또 “무엇보다 고객과 궁합을 맞추는 게 중요한데 더 많은 고객에게 더 많은 제품을 전달하고 평가하고 있다”고 밝혔다.