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AI 시대, 삼성전자가 주목하는 CXL 기술의 현재와 미래

일일 보고서 2024년 08월 04일
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목차

  1. 요약
  2. CXL 기술 개요
  3. CXL 시장 동향 및 성장 가능성
  4. 삼성전자의 CXL 기술 개발 현황
  5. CXL 기술의 적용 및 실질적 효과
  6. 기타 관련 사례 및 응용 분야
  7. 결론

1. 요약

  • 리포트 'AI 시대, 삼성전자가 주목하는 CXL 기술의 현재와 미래'는 삼성전자가 AI 시대와 고성능 컴퓨팅 환경에서 중요하게 여기고 있는 CXL(Compute Express Link) 기술의 현재 상태와 미래 가능성을 분석합니다. 리포트는 CXL 기술의 정의, 주요 기능, 기술적 장점과 한계, 시장 성장 가능성, 주요 경쟁사와 삼성전자의 개발 현황 등을 다루어, CXL이 왜 중요한 기술인지 이해할 수 있게 합니다. 리포트에 따르면, CXL은 메모리 풀링(memory pooling)을 통해 메모리 활용 효율을 극대화하고, 데이터 처리 속도를 높여 AI 및 데이터센터 운영비 절감에 기여할 것으로 보입니다. 현재 인텔과 같은 경쟁사들과의 주도권 경쟁이 치열하며, 삼성전자는 업계 최초로 CXL 기반 D램을 개발하는 등 시장 선도를 목표로 하고 있습니다.

2. CXL 기술 개요

  • 2-1. CXL의 정의

  • CXL(컴퓨트 익스프레스 링크)은 컴퓨터 시스템 내부에서 각 컴포넌트들 간에 데이터를 빠르게 전송하기 위한 차세대 인터페이스 기술입니다. 2019년 인텔에서 처음 선보였으며, CPU, GPU, 스토리지 등 다양한 장치를 효율적으로 연결하여 보다 빠른 연산 처리를 가능하게 합니다. CXL의 주요 기능은 장치 간의 데이터 통신을 신속하게 수행하여 시스템 전체의 성능을 향상시키는 것입니다.

  • 2-2. CXL의 주요 기능

  • CXL의 주요 기능 중 하나는 메모리 풀링(memory pooling) 기능입니다. 메모리 풀링은 여러 개의 메모리를 하나의 풀(pool)로 묶어, 각 호스트가 필요한 만큼 메모리를 나눠 사용할 수 있도록 합니다. 이를 통해 메모리의 유휴 공간을 줄이고, 시스템 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다. 또한 CXL은 다양한 장치들을 하나의 시스템으로 통일하여 데이터 처리 속도를 높이고 시스템 용량을 확장할 수 있는 기반을 제공합니다.

  • 2-3. CXL의 기술적 장점과 한계

  • CXL의 기술적 장점은 확장성입니다. CXL을 활용하면 이론적으로 메모리 용량을 무한대로 확장하는 것이 가능하며, 기존의 D램을 여러 개 수직으로 쌓아올리는 방식에 비해 물리적인 한계를 극복할 수 있습니다. 또한 CXL을 통해 서버 1대당 메모리 용량을 최대 10배 이상 늘릴 수 있습니다. 반면, 현재 CXL 시장의 본격적인 성장은 아직 이루어지지 않았으며, 관련 기술을 지원하는 CPU 등의 하드웨어 출시가 필요합니다.

3. CXL 시장 동향 및 성장 가능성

  • 3-1. CXL 시장 규모 및 예측

  • CXL(Compute Express Link)은 AI 시대와 고성능 컴퓨팅 환경에서 중요한 역할을 하는 차세대 기술로 부상하고 있습니다. 시장조사업체 Yole Intelligence에 따르면, CXL 시장은 2022년 1700만 달러(약 236억 원)에서 2026년 21억 달러(약 2조 9000억 원)로 연평균 약 6배 성장할 것으로 전망됩니다. 특히 CXL D램 시장은 2026년 15억 달러(약 2조 원)로 전체 CXL 시장의 70% 이상을 차지할 것으로 예상됩니다. 이 기술은 각 장치의 메모리 용량을 효율적으로 활용할 수 있게 해주기 때문에 AI와 데이터센터 운영비 절감에도 기여할 수 있습니다.

  • 3-2. 글로벌 시장조사 데이터

  • CXL 기술은 CPU, GPU, SoC 등 서로 다른 장치를 빠르고 효율적으로 연결해주는 기술입니다. CXL 시스템으로 구축된 서버는 메모리 용량을 8~10배 가량 늘릴 수 있어, 데이터센터에서 큰 용량의 데이터를 빠르게 처리하는 데 유용합니다. 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 풀(Pool)을 만들고, 여러 호스트(CPU, GPU 등)가 풀을 공유하며 필요에 따라 메모리를 효과적으로 나눠 쓸 수 있게 하는 '메모리 풀링(Pooling)' 기능도 주목받고 있습니다. 이 기술을 통해 CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있고 속도도 빨라집니다.

  • 3-3. 주요 경쟁사 동향

  • 현재 CXL 생태계 확장에는 인텔이 주도적인 역할을 하고 있습니다. 인텔은 2019년 CXL 컨소시엄을 발족하여 CXL 표준 제정을 진행해왔습니다. 2019년에는 CXL 1.0·1.1 버전을, 2020년에는 CXL 2.0 버전, 2021년에는 CXL 3.0·3.1 버전을 표준으로 정했습니다. 한편, 삼성전자도 CXL 상용화에 열을 올리고 있습니다. HBM(고대역폭메모리) 주도권은 경쟁사들에게 뺏겼지만, CXL 시장에서는 시장 선도자가 되겠다는 의지를 보이고 있습니다. CXL 기술을 활용하면 메모리 용량을 무한대로 확장할 수 있어 기존에는 물리적인 한계가 있었던 D램 적층 문제를 해결할 수 있습니다.

4. 삼성전자의 CXL 기술 개발 현황

  • 4-1. 삼성전자 CXL 제품

  • 삼성전자는 최근 AI 및 고성능 컴퓨팅 시대에 필수적이라 평가받는 CXL(Compute Express Link) 기술에 주목하고 있습니다. 2021년에는 업계 최초로 CXL 기반의 D램 제품을 개발하였습니다. 특히 2023년 5월에는 메모리 풀링 기능을 지원하는 업계 최초의 CXL 2.0 D램을 개발 완료하였습니다. 이러한 기술을 통해 서버 1대당 메모리 용량을 기존 대비 최대 10배 이상 늘릴 수 있습니다.

  • 4-2. CXL 2.0 D램 및 메모리 풀링

  • CXL 2.0 D램은 삼성전자가 개발한 제품으로, 메모리 풀링 기능을 최초로 지원합니다. 메모리 풀링은 서버 플랫폼에서 다수의 CXL 메모리를 하나의 저수지(pool)로 묶어, 각각의 호스트가 필요한 만큼 메모리를 나눠 사용할 수 있게 하는 기술입니다. 이를 통해 메모리의 유휴 공간을 획기적으로 줄여 효율성을 극대화할 수 있습니다.

  • 4-3. CXL 기술 확보 전략

  • 삼성전자는 CXL 기술 확보를 위해 총력을 기울이고 있습니다. AI 및 데이터센터 시장의 급성장 추세를 반영하여 관련 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 시장 선도자 위치를 확보하는 것을 목표로 하고 있습니다. 2026년에는 CXL 3.1 기반 시장이 본격적으로 성장할 것으로 예상되며, 2028년에는 반도체 산업계에서 CXL 기술이 급성장할 시기가 도래할 것으로 전망됩니다.

5. CXL 기술의 적용 및 실질적 효과

  • 5-1. AI 및 고성능 컴퓨팅에서의 CXL

  • CXL(Compute Express Link) 기술은 AI 및 고성능 컴퓨팅 환경에서 중요한 역할을 합니다. AI의 발전은 반도체 시장에 큰 변화를 가져왔고, 이에 따라 기존의 메모리와 데이터 처리 방식에 한계가 드러났습니다. CXL은 여러 장치에서 메모리를 효율적으로 나눠 쓸 수 있게 해주는 기술로, 이를 통해 메모리 용량을 확장하고 데이터 처리 속도를 향상시킵니다. CXL 2.0의 '메모리 풀링(Pooling)' 기능은 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 풀을 만들고 여러 호스트가 이를 공유하며 필요에 따라 메모리를 효율적으로 사용할 수 있게 합니다. 이를 통해 AI 연산과 고성능 컴퓨팅 작업에서 필요한 메모리 자원을 효과적으로 관리할 수 있습니다.

  • 5-2. 데이터센터 운영 효율 향상

  • CXL 기술은 데이터센터 운영 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. CXL을 도입하면 데이터센터 내 서버의 메모리 용량을 최대 8-10배까지 늘릴 수 있어 데이터 처리 속도를 대폭 향상시킵니다. 더불어 CXL 기술은 메모리를 자유롭게 확장하고 관리할 수 있게 하여 데이터센터 서버 운영비용을 절감하는 데에도 기여합니다. CXL 기술의 도입으로 인해 데이터센터의 메모리 사용 효율이 극대화되고, 빠르고 안정적인 데이터 처리가 가능해집니다.

  • 5-3. 생성형 AI와의 연계

  • 생성형 AI의 발전과 함께 CXL 기술의 중요성도 함께 부각되고 있습니다. AI 연산에는 대량의 데이터 처리와 메모리 자원이 필요하며, 기존 시스템에서는 이러한 요구 사항을 충족하기 어려웠습니다. 하지만 CXL 기술은 다수의 컴퓨팅 시스템을 하나의 인터페이스로 통합하여 데이터 처리 효율을 극대화할 수 있습니다. 이를 통해 생성형 AI의 성능을 배가시키고, 더 복잡한 AI 모델과 알고리즘 구현이 가능해집니다.

6. 기타 관련 사례 및 응용 분야

  • 6-1. CXL 관련 주식과 기업

  • 삼성이 주도하고 있는 CXL 기술은 많은 관련 기업들에게 긍정적인 주가 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어, 고속 메모리테스터 검사장비 제조 공급업체인 와이씨는 CXL 기반 DDR5 전환 확대의 수혜 기대감으로 부각되었습니다. 네오셈은 2023년 세계 최초로 CXL(1.1) 메모리 검사장비 상용화에 성공하여 이를 고객사에 공급하였습니다. 오로스테크놀로지는 삼성전자 계측장비 관련주로써 삼성전자의 CXL 메모리 생산 기대감으로 주목받고 있습니다. 오킨스전자는 CXL 시장 개화에 따라 DDR5 기반 서버용 D램 수요가 확대될 것으로 전망되며, DDR5 메모리용 인터페이스 개발 사실로 주목받고 있습니다. 마지막으로 오픈엣지테크놀로지는 인텔이 주도하는 CXL 컨소시엄에 등록된 IP업체로, CXL 컨트롤러 칩 개발의 핵심 IP인 메모리 컨트롤러 IP를 보유하고 있습니다.

  • 6-2. 업계의 반응과 기대

  • CXL 기술 도입에 대하여 업계는 매우 긍정적인 반응을 보이고 있습니다. 특히 AI와 고성능 컴퓨팅 시대에 CXL 기술이 주도적인 역할을 할 것이라는 기대가 큽니다. CXL은 여러 장치들 간의 데이터 처리 속도를 높이고 시스템 용량을 확장할 수 있어 중요한 기술로 급부상하고 있습니다. 삼성전자는 CXL 2.0 D램 상용화에 드라이브를 걸고 있으며, SK하이닉스와의 경쟁에서 앞서가고자 하는 전략을 보이고 있습니다. 업계 전문가들은, CXL 시장이 인텔 CPU 출시와 함께 올 하반기부터 본격적으로 열릴 것으로 예상하고 있습니다.

  • 6-3. 기술 도입에 따른 경제적 효과

  • CXL 기술의 도입은 여러 경제적 효과를 가져올 것으로 예상됩니다. 현재 CXL 시장은 2022년 기준으로 170만 달러(약 23억6천만원) 규모이지만, 시장조사 업체 욜(Yole)의 분석에 따르면 2028년까지 158억 달러로 급성장할 것으로 전망되고 있습니다. 또한, CXL D램 시장은 전체 메모리 반도체 시장의 70-80%를 차지할 것으로 예상되며, 이는 삼성전자와 같은 메모리 반도체 주도 기업들에게 긍정적인 영향을 줄 것입니다. 이를 통해 각 장치가 남는 메모리를 공유하고 유휴 공간을 절약하는 등, 메모리 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 됩니다.

7. 결론

  • 리포트는 CXL 기술이 AI 시대와 고성능 컴퓨팅 환경에서 중요한 역할을 한다는 점을 강조하며, 삼성전자가 CXL 기술 개발에서 어떻게 경쟁력을 갖추고 있는지를 상세히 설명합니다. 주요 발견사항으로, CXL의 메모리 풀링 기능이 메모리 활용 효율을 극대화하고 데이터 처리 속도를 크게 향상시킬 수 있다는 점을 들 수 있습니다. 또한, CXL 시장이 2022년 1700만 달러에서 2026년 21억 달러로 크게 성장할 것으로 전망된다는 점도 중요합니다. 삼성전자가 업계에서 CXL 시장의 선도자가 되기 위해 노력하고 있다는 사실도 주목할 만합니다. 리포트는 CXL 기술이 앞으로 더욱 발전할 가능성이 크며, AI와 데이터센터 등에 실질적으로 적용될 가능성이 높다는 점을 시사합니다. 다만, 시장의 본격적인 성장을 위해서는 인텔과 같은 주요 업체들의 하드웨어 출시에 따라야 한다는 한계도 명확히 언급됩니다. 따라서, 지속적인 기술 개발과 시장 현황 모니터링이 필요합니다.

8. 용어집

  • 8-1. 삼성전자 [회사]

  • 세계적인 기술 기업으로, 메모리 반도체 및 CXL 기술 개발에 선도적 역할을 하고 있습니다. 삼성전자는 차세대 메모리 기술인 CXL을 통해 AI 시대의 요구를 충족시키고자 합니다.

  • 8-2. CXL (Compute Express Link) [기술]

  • CXL은 CPU, GPU 등 다양한 컴퓨팅 장치 간의 데이터 전송을 빠르게 하는 차세대 인터페이스 기술입니다. 고성능 컴퓨팅 및 대용량 데이터 처리 환경에서 필수적인 기술로 자리잡고 있습니다.

  • 8-3. HBM (고대역폭메모리) [제품]

  • HBM은 기존 D램의 한계를 극복하기 위해 개발된 메모리 기술로, 고성능 데이터 처리와 AI 반도체에 주로 사용됩니다. CXL과 함께 차세대 메모리 기술로 주목받고 있습니다.

  • 8-4. 메모리 풀링 (Memory Pooling) [기술]

  • CXL 2.0의 주요 기능 중 하나로, 여러 개의 CXL 메모리를 하나의 풀로 만들어 여러 호스트가 공유하는 방식입니다. 메모리 활용 효율을 극대화하고 데이터 처리 속도를 높이는 데 기여합니다.

  • 8-5. 인텔 [회사]

  • 세계적인 반도체 기업으로, CXL 컨소시엄을 주도하며 CXL 기술의 표준화를 이끌고 있습니다. CXL 2.0을 지원하는 인텔 CPU의 출시가 CXL 시장의 본격적인 성장을 예고하고 있습니다.

9. 출처 문서