삼성전자가 고대역폭메모리(HBM)와 함께 인공지능(AI) 시대 수요가 급증한 그래픽 D램 시장에서 업계 최고 용량과 성능을 갖춘 제품을 선보였다. HBM보다 저렴하면서 데이터 처리 속도가 빠른 만큼 AI 시대에 쓰임새가 더욱 늘어날 것으로 기대하고 있다.

삼성전자는 업계 최초로 12나노급(5세대 10나노급) 24Gb(기가비트) 그래픽스 더블 데이터 레이트7(GDDR7) D램(사진) 개발을 완료했다고 17일 밝혔다. 연내 주요 그래픽처리장치(GPU) 고객사의 차세대 AI 컴퓨팅 시스템에서 검증을 시작해 내년 초 제품을 상용화할 계획이다.

GDDR은 엔비디아의 GPU가 최상의 능력을 발휘할 수 있도록 돕는 D램이다. 주로 노트북·게임기 등의 그래픽카드에 사용돼 고화질 동영상이나 고성능 게임의 그래픽 처리 속도를 높여주는 역할을 한다.

이번 제품은 전작(16Gb GDDR7 D램) 대비 용량·성능·전력 효율이 모두 향상돼 업계 최고 사양을 자랑한다. 삼성전자는 이번 제품에 12나노급 미세 공정을 적용해 동일한 패키지 크기에 셀 집적도를 높였고, 전작 대비 용량은 50% 향상된 24Gb로 업계 최고 용량을 구현했다고 밝혔다.

또한, 40Gbps(1초당 전송되는 기가비트 단위의 데이터) 이상의 속도를 갖췄으며 사용 환경에 따라 최대 42.5Gbps까지의 속도를 보인다. 그래픽 카드에 탑재하면 1초당 최대 1.8TB(테라바이트)의 데이터를 처리할 수 있다. 이는 30GB 용량의 초고화질(UHD) 영화 60편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도다.

삼성전자는 이번 제품부터 저전력 특성이 중요한 모바일 제품에 적용되는 기술들을 도입해 전력 효율을 30% 이상 개선했다고 강조했다. ‘클락(Clock) 컨트롤 제어 기술’과 ‘전력 이원화 설계’이 대표적이다.

클락 컨트롤 제어 기술은 모든 회로들에 동작이 필요할 때만 동작하는 방식을 적용해 전력 소모를 줄이는 기술이다. 전력 이원화 설계는 저속 동작 시 외부 전압을 낮추거나 내부에서 자체적으로 낮은 전압을 만들어 드래인(Drain) 인가 전압 및 전류 감소를 통해 전력 사용량을 최소화하는 설계 기법이다.

또한 고속 동작 시에도 누설 전류를 최소화하는 ‘파워 게이팅 설계 기법’을 적용해 제품의 동작 안정성도 향상시켰다.

업계는 그래픽 D램이 기존 PC, 콘솔 게임기 등을 넘어 AI 워크스테이션, 데이터센터 등 고성능 제품을 필요로 하는 분야까지 응용처가 더욱 확대될 것으로 보고 있다. 일반적으로 데이터 학습을 위한 고성능 AI 칩에는 HBM이 주로 쓰이고, 데이터 추론을 위한 AI칩에는 GDDR이 사용된다.

최근 캐나다 팹리스(반도체 설계전문) 기업 텐스토렌트는 GDDR6를 탑재한 가속기 웜홀을 선보이며 GDDR 탑재로 비용 효율성과 성능을 모두 잡았다고 밝힌 바 있다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실 부사장은 “삼성전자는 작년 7월 ‘16Gb GDDR7 D램’을 개발한데 이어 이번 제품도 업계 최초로 개발에 성공해 그래픽 D램 시장에서의 기술 리더십을 공고히 했다”며 “AI 시장의 빠른 성장에 발맞춰 고용량·고성능 제품을 지속 선보이며 시장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

김현일 기자