[FETV=김창수 기자] 생성형 인공지능(AI) 성장을 계기로 메모리 반도체 데이터 용량이 늘어나며 기존 D램에 연결된 CXL(Compute Express Link) 기술이 주목 받고 있다. CXL은 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU)·저장장치(스토리지) 등을 연결, 처리 속도를 높이는 인터페이스다. 삼성전자는 CXL 기반으로 D램 업계를 이끄는 가운데 AMD·구글 등 글로벌 빅테크와 협력을 넓히고 있다.

삼성전자는 18일 서울 중구 삼성전자 기자실에서 ‘CXL 솔루션’을 주제로 설명회를 진행했다. 최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장 상무가 발표자로 나서 해당 기술에 대해 설명했다. 

최근 전자업계에 따르면 ‘챗GPT’ 등 생성형 인공지능을 필두로 AI 수요가 늘며 AI 학습, 추론 데이터 처리량이 폭발적으로 증가하고 있다. 그러나 기존 서버에서 사용하던 D램은 한정된 범위에서만 용량을 확장할 수 있어 대규모 용량의 데이터를 처리하는 데 한계가 있다. 따라서 고속 인터페이스를 사용하고 용량 확장이 용이한 CXL 기반 D램 제품이 차세대 메모리 솔루션으로 각광받고 있다.

CXL(Compute Express Link)은 ‘빠르게 연결해서 연산한다’는 의미다. CPU·GPU·스토리지 등의 다양한 장치를 효율적으로 연결, 빠른 연산 처리를 수행하는 차세대 인터페이스다.

CXL 기반 D램인 CMM-D(CXL Memory Module-DRAM)는 다양한 프로세서를 하나의 시스템으로 연결, 대용량 데이터를 효율적으로 처리하는 제품이다. 삼성전자 측은 “(CMM-D는) D램의 용량 및 성능 확장 한계를 개선할 수 있어 AI 시대 차세대 솔루션으로 떠오르고 있다”고 설명했다.

D램과 공존하며 시스템 내 대역폭과 용량을 키울 수 있는 CXL D램 솔루션은 폭발적인 데이터 처리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에서 더욱 주목받을 것으로 예상된다.

기존에 데이터센터나 서버 용량 확장을 위해선 서버를 추가 증설해야 했지만, 기존 서버에서 SSD를 꽂던 자리에 CMM-D를 그대로 꽂아 사용하면 용량을 편리하게 확장할 수 있다.

특히 지난해 5월 개발된 삼성전자 ‘CXL 2.0 D램’은 업계 최초로 ‘메모리 풀링(Pooling)’ 기능을 지원한다.

메모리 풀링이란 서버 플랫폼에서 다수의 CXL 메모리를 묶어 풀(Pool)을 만들고, 각각 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나눠 사용할 수 있는 기술이다. 이를 이용하면 CXL 메모리 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있어 데이터 전송 병목현상이 줄어든다. 

또한 데이터센터의 경우에도 효율적 메모리 사용으로 서버 운영비를 절감할 수 있어 총 소유 비용(TCO, Total Cost of Ownership) 절감이 가능하다고 삼성전자 측은 밝혔다.

한편 삼성전자는 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 성공하며 시장을 선도하고 있다. 

삼성전자는 지난 3월 글로벌 반도체 학회 ‘멤콘 2024’에서 CXL 기반 D램인 CMM-D, D램과 낸드를 함께 쓰는 CMM-H(Hybrid), 메모리 풀링 솔루션 CMM-B(Box) 등 다양한 CXL 기반 솔루션을 선보였다.

아울러 삼성전자는 CXL 컨소시엄을 결성한 15개 이사회 회원사로 참여 중이다. CXL 컨소시엄은 CXL 표준화와 인터페이스의 진화 방향 등에 대해 논의하는 협회다. ▲삼성전자 ▲알리바바그룹 ▲AMD ▲암(Arm) ▲시스코 시스템즈 ▲델 EMC ▲구글 ▲휴렛팩커드 엔터프라이즈 ▲화웨이 ▲IBM ▲인텔 ▲메타 ▲마이크로소프트(MS) ▲엔비디아 ▲램버스 등 빅테크 기업들이 소속돼 있다.

삼성전자 관계자는 “삼성전자는 메모리 업체 중 유일하게 이사회 멤버로 선정, CXL 기술 고도화·표준화에 참여하고 있다”며 “2019년 CXL 컨소시엄 발족 초기부터 글로벌 주요 데이터센터, 서버, 칩셋, 메모리 업체 등과 함께 CXL 생태계 확산을 위한 적극적인 활동을 이어나가고 있다”고 밝혔다.