삼성-SK, 차세대 GDDR7 D램 격돌…AI 메모리 확전(종합)

[이데일리 김응열 기자] 삼성전자(005930)와 SK하이닉스(000660)가 그래픽용 D램인 GDDR 시장에서 인공지능(AI) 메모리 패권을 두고 맞붙는다. 삼성전자가 업계 최초로 7세대 GDDR7을 개발한 데 이어 SK하이닉스는 업계 최고 속도의 제품으로 대응에 나섰다. 고대역폭메모리(HBM)와 기업용 솔리드스테이트드라이브(SSD)에 이어 AI 메모리 전쟁이 전방위적으로 확전하고 있다.

SK하이닉스는 세계 최고 수준의 속도인 40Gbps(초당 40기가비트)의 동작 속도를 구현할 수 있는 GDDR7 D램을 30일 공개했다.

SK하이닉스가 공개한 GDDR7 D램. (사진=SK하이닉스)

SK하이닉스의 GDDR7은 이전 세대보다 60% 이상 빠른 32Gbps의 동작속도를 구현하며 사용 환경에 따라 최대 40Gbps까지 속도가 높아진다. 최신 그래픽카드에 탑재돼 초당 1.5TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리하는데 이는 FHD(풀HD)급 영화(5GB) 300편 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이다.

전력 효율은 이전 세대 대비 50% 이상 향상시켰다. 회사는 이를 위해 초고속 데이터 처리에 따른 발열 문제를 해결할 수 있는 신규 패키징 기술을 도입했다. 제품 사이즈를 유지하면서 패키지에 적용하는 방열기판을 4개 층(Layer)에서 6개 층으로 늘렸다. 또 패키징 소재로 고방열 EMC(반도체 회로 보호체)를 적용했다. 이를 바탕으로 제품의 열 저항(Thermal resistance)을 이전 세대보다 74% 줄였다.

SK하이닉스는 올해 3월 이 제품의 개발을 마쳤고 3분기 중 양산한다는 계획이다. 이상권 SK하이닉스 부사장(D램 PP&E 담당)은 “이번 GDDR7은 압도적인 속도와 전력 효율로 고사양 3D 그래픽은 물론 AI, 고성능 컴퓨팅(HPC), 자율주행까지 활용 범위가 확대될 것”이라고 했다.

삼성전자 GDDR7 D램. (사진=삼성전자)

GDDR7을 업계 최초로 개발한 건 삼성전자다. 삼성전자는 1년 전인 지난해 7월 개발 소식을 알렸는데, 이는 32Gbps 동작 속도를 구현하며 이전 세대 제품 대비 데이터 처리 속도는 1.4배, 전력 효율은 20% 개선했다. 노트북 등 저전력 특성이 중요한 응용처 사용을 위해 초저전압을 지원하는 옵션도 제공한다. 삼성전자는 올해 안에 양산에 나설 계획이다.

GDDR은 그래픽을 빠르게 처리하는 데 특화된 제품이다. 최신 세대일수록 빠른 속도와 높은 전력 효율성을 가진다. 최근에는 그래픽을 넘어 AI 분야까지 활용도가 높은 고성능 메모리로 주목받고 있다.

고성능 AI 서버에 탑재하는 고성능 AI 가속기에는 HBM을 사용한다. 그러나 모든 AI 가속기가 HBM을 쓰는 건 아니다. 높은 가격 때문이다. 하이엔드 서버용이 아닌 AI 가속기에는 HBM 외에 GDDR이나 저전력(LPDDR) D램을 사용하는 경우도 있다. 실제 반도체 거장으로 꼽히는 짐 켈러가 최고경영자(CEO)로 있는 캐나다 AI 반도체 스타트업 텐스토렌트는 HBM 대신 GDDR6를 사용하고 있다. 삼성전자가 개발 중인 AI 반도체 ‘마하’는 LPDDR을 탑재한다.

업계 관계자는 “하이엔드급 AI 서버에는 HBM을 쓰지만 모든 AI 서버가 최첨단 성능을 구현할 필요는 없다”며 “중간사양 수준 서버 시장 역시 있는데, 그 시장에서 HBM 대비 가격이 낮은 GDDR 수요가 충분히 발생할 수 있다”고 설명했다. 그는 “앞으로 더 다양한 메모리가 AI향 제품으로 부각될 것”이라며 “AI 메모리 리더십을 차지하려는 경쟁이 치열해질 것”이라고 했다.