"HBM 다음은 CXL"…삼성전자, 하반기부터 'CXL 2.0 D램 양산 돌입

CXL, 기존 D램 대비 확장성 '장점'
구글·MS·엔비디아 등과 'CXL 컨소시엄' 꾸려…메모리 기업 중 '유일'

최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장 상무가 18일 '삼성전자 CXL 솔루션 설명회'에서 발표하고 있다. /삼성전자

[더팩트｜최문정 기자] 삼성전자가 인공지능(AI) 시대를 맞아 차세대 메모리 반도체인 'CXL(컴퓨트 익스프레스 링크)' 시장 선점에 나선다.

삼성전자는 18일 오전 '삼성전자 CXL 솔루션'을 주제로 설명회를 개최했다. 이날 설명회에는 최장석 메모리사업부 신사업기획팀장 상무가 참석했다.

CXL은 '빠르게 연결해서 연산한다'는 의미를 담고 있다. 이 칩셋은 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 저장기기(스토리지) 등의 다양한 장치를 효율적으로 연결해 더욱 빠르게 연산을 처리하는 차세대 인터페이스다.

CXL은 메모리 반도체 D램의 일종인 'CMM-D'를 기반으로 한다. 이를 통해 다양한 종류의 프로세서를 하나의 시스템에 연결해 대용량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있다. 또한 D램의 용량과 성능을 확장하고, 한계를 개선할 수 있어 AI 시대의 차세대 솔루션으로 부상하고 있다.

AI 모델의 수요가 늘어나고, 기능이 발달하면서, 기기와 서버 등에서 처리해야 할 데이터는 기하급수적으로 늘어나고 있다. 그러나 기존 서버에서 사용하던 D램은 한정된 범위 내에서만 용량을 확장할 수 있는 한계가 존재한다. AI 기술이 발전할수록 대규모 데이터 처리의 한계도 뚜렷하게 드러나는 실정이다.

이에 따라 기존 D램과 공존하며 시스템 내 대역폭과 용량을 확장할 수 있는 CXL D램 솔루션은 폭발적인 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 더욱 주목받을 것으로 예상된다. 가령, 데이터센터 저장용량을 늘리기 위해 별도의 서버를 증설하는 대신, 기존의 서버에서 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 꽂던 자리를 그대로 CMM-D로 대체하면 편리하게 용량을 확장할 수 있다.

삼성전자는 CXL 시장의 본격적인 개화를 앞두고 관련 역량을 단계별로 쌓아가고 있다. 삼성전자는 2021년 5월 업계 최초로 CXL 기반 D램을 개발했다. 이후 업계 최고 용량 512GB CMM-D 개발, 업계 최초 CMM-D 2.0 개발 등에 잇따라 성공했다.

삼성전자는 CXL 시장의 개화를 앞두고 자체 기술력 확보와 관련 업계와의 생태계 조성에 나서고 있다. 사진은 삼성전자의 CXL 이미지. /삼성전자

지난 3월에는 글로벌 반도체 학회 '멤콘 2024'에서 CXL 기반 D램인 CMM-D, D램과 낸드를 함께 사용하는 CMM-H, 메모리 풀링 솔루션 CMM-B 등 다양한 CXL 기반 솔루션을 선보였다. 또한 올해 2분기 CXL 2.0을 지원하는 256GB CMM-D 제품을 출시하고, 주요 고객사들과 검증을 진행하고 있다.

특히 지난해 5월 개발한 'CXL 2.0 D램'은 업계 최초로 '메모리 풀링' 기능을 지원한다. 이 기능은 서버 플랫폼에서 다수의 CXL 메모리를 묶어 묶음(풀)을 만들고, 각각의 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나누어 사용할 수 있는 기술이다. 이를 이용하면 CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있어 데이터 전송 병목현상을 줄일 수 있다. 데이터센터에 적용해도 효율적인 메모리 사용으로 서버 운영비를 절감할 수 있는 장점이 있어 총 소유 비용(TCO) 절감이 가능하다.

아울러 삼성전자는 업계 최초로 리눅스 업체 레드햇으로부터 인증 받은 CXL 인프라를 갖췄다. 이를 통해 CXL 관련 제품부터 소프트웨어까지 서버 전 구성 요소를 삼성 메모리 리서치 센터에서 검증할 수 있다.

삼성전자는 글로벌 빅테크 기업 15곳과 함께 2019년 CXL 컨소시엄을 결성하고 생태계 확산을 위해 노력하고 있다. 메모리 반도체 업계 중 CXL 컨소시엄 이사회 일원으로 선정된 것은 삼성전자가 유일하다. 이 단체는 CXL 표준화와 인터페이스의 진화 방향 등에 대해 논의하는 협회로 삼성전자를 포함해 알리바바 그룹, AMD, Arm, 시스코 시스템즈, 델 EMC, 구글, HP엔터프라이즈, 화웨이, IBM, 마이크로소프트, 엔비디아, 램버스 등이 참여하고 있다.

최창석 상무는 "삼성전자는 연내 256GB CMM-D 2.0 양산을 시작하고, CXL 3.1 버전과 풀링 기술이 지원되는 2028년 정도가 되면 CXL 시장이 본격적으로 개화할 것"이라며 "이번 CXL 2.0 D램은 고용량 구현 및 즉시 적용에 용이한 1y D램을 채용했다. 향후에는 탑재 D램을 바꿀 수 있다"고 밝혔다.

munn09@tf.co.kr

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