Your browser does not support JavaScript!

CXL 기술로 혁신적 메모리 시장 변화

일반 리포트 2024년 12월 12일
goover

목차

  1. 요약
  2. CXL 기술 개요
  3. 삼성전자의 CXL 기술 개발 현황
  4. SK하이닉스의 CXL 기술 전략
  5. CXL 기술의 시장 전망
  6. 결론 및 주요 시사점
  7. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 CXL(Compute Express Link) 기술의 발전과 관련해 삼성전자와 SK하이닉스의 전략적 접근을 분석합니다. CXL은 AI 시대 고성능 컴퓨팅을 지원하는 핵심 기술로, 메모리 용량과 대역폭 확장을 가능케 합니다. CXL 기술은 CPU와 주변 장치 간 데이터 전송의 병목을 해결하여 컴퓨팅 성능을 극대화하며, 메모리 풀링 기능을 통해 데이터센터 운영의 효율성을 높입니다. 삼성전자는 CXL 메모리 모듈 양산을 통해 시장 진입을 가속화하고 있으며, SK하이닉스는 AI 연산과 통합된 CXL 메모리를 개발하여 AI 및 데이터센터 수요를 충족시키고자 합니다. 이 리포트는 CXL 기술의 시장 성장 가능성을 조망하고, 한국 메모리 반도체 기업들의 대응을 자세히 분석합니다.

2. CXL 기술 개요

  • 2-1. CXL의 정의 및 기능

  • CXL(Compute Express Link)은 중앙처리장치(CPU)와 주변 장치 간 초고속·저지연 데이터 전송을 가능하게 하는 차세대 상호연결 기술 표준입니다. 기존 데이터 전송 방식의 병목 현상을 해결하여 컴퓨팅 성능을 극대화하는 역할을 합니다. CXL은 ‘확장성’과 ‘속도’가 큰 특징이며, 이를 통해 데이터센터 운영의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

  • 2-2. CXL의 주요 이점

  • CXL은 캐시 일관성(Cache Coherency)을 제공하여 불필요한 데이터 이동을 최소화하고 연산 처리 속도를 대폭 향상시킵니다. 또한, CXL을 통해 메모리 용량을 두 배 이상 확장할 수 있는 가능성이 있으며, 이는 특히 대용량 및 고대역폭 메모리가 필요한 AI 시대에 필수 기술로 자리 잡고 있습니다. 예를 들어, SK하이닉스는 CXL 기술을 활용해 DDR5 기반 96GB·128GB CXL 2.0 메모리 솔루션을 개발하고 있습니다.

  • 2-3. CXL과 기존 메모리 기술의 차이점

  • 기존 메모리 기술은 CPU 한 개당 사용할 수 있는 D램의 용량이 제한되어 있습니다. 반면, CXL을 활용하면 필요할 때마다 메모리를 추가로 사용할 수 있어 데이터센터나 서버의 메모리 용량을 대폭 확장할 수 있습니다. 삼성전자는 CXL 기술을 사용하여 256GB CMM-D(CXL Memory Module-DRAM) 제품을 양산할 예정이며, 이는 다양한 종류의 프로세서를 하나의 시스템으로 연결하여 대용량 데이터를 효율적으로 처리할 수 있도록 돕습니다.

3. 삼성전자의 CXL 기술 개발 현황

  • 3-1. CXL D램 개발 및 양산 계획

  • 삼성전자는 CXL(컴퓨트 익스프레스 링크) 시장이 2023년 하반기부터 열리기 시작하여 2028년 본격 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장은 CXL D램은 기존 시스템의 메인 D램과 공존할 수 있으며, 시스템 메모리 용량을 테라바이트급까지 확장할 수 있다고 밝혔습니다. CXL D램은 메모리 풀링 기능을 지원하여 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 사용 가능한 방식을 제공합니다.

  • 3-2. CXL 2.0 D램의 특징 및 기능

  • 삼성전자의 CXL 2.0 D램은 업계 최초로 메모리 풀링 기능을 지원하며, 다수의 CXL 메모리를 묶어 풀을 만들어서 사용할 수 있는 기술입니다. 현재 삼성전자는 CXL 2.0을 지원하는 256GB CMM-D 제품을 출시하고, 이를 유럽 5곳, 아시아 30곳 이상, 미주 10곳 이상의 주요 고객사와 검증 중에 있습니다. 이러한 검증 과정을 통해 CXL 기술이 AI 시대의 데이터 처리 요구를 충족시키기 위한 필수적인 혁신으로 자리 잡을 것으로 기대됩니다.

  • 3-3. CXL 생태계 구축을 위한 노력

  • 삼성전자는 CXL 컨소시엄의 이사회 회원으로 활동하고 있으며, CXL 기술의 고도화 및 표준화를 위한 역할을 수행하고 있습니다. CXL 컨소시엄은 CXL 표준을 개발하는 비영리 단체로, 삼성전자 외에도 알리바바 그룹, AMD, 인텔, 구글 등 다양한 빅테크 기업들이 참여하고 있습니다. 삼성전자는 CXL 기술을 통해 메모리의 사용을 한 단계 확장할 것으로 기대하고 있으며, 이를 통해 메모리 자원의 효율성을 높이기 위한 다양한 연구와 협력을 이어가고 있습니다.

4. SK하이닉스의 CXL 기술 전략

  • 4-1. CXL 기술의 중요성 및 개발 방향

  • CXL(Compute Express Link) 기술은 CPU와 메모리를 연결하는 혁신적인 인터페이스로, 메모리 용량과 대역폭을 획기적으로 확장할 수 있는 기술입니다. 이 기술은 인공지능(AI) 및 데이터센터에서의 데이터 처리의 효율성을 높이는 데 기여하며, 메모리 반도체 시장의 경쟁력을 향상시키는 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 삼성전자는 2021년 5월 업계 최초로 CXL 기반 D램을 개발하였고, 2023년에는 CXL 2.0을 지원하는 128GB D램을 성공적으로 개발하였습니다. SK하이닉스 역시 2022년 8월부터 CXL을 적용한 D램의 양산을 목표로 하고 있으며, 관련 기술 개발을 지속적으로 추진하고 있습니다.

  • 4-2. AI 시대에 대한 CXL의 역할

  • CXL 기술은 AI 시대에 필수적인 데이터 처리 기술로 주목받고 있습니다. 데이터 양이 기하급수적으로 증가함에 따라, 기존 D램의 용량 한계로 인해 데이터 병목현상이 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위한 방안으로 CXL 기술이 제시되고 있습니다. CXL을 이용하면 서버 1대당 메모리 용량을 8~10배 이상 증가시킬 수 있어 대량의 데이터를 효율적으로 처리할 수 있습니다. 최근 발전하는 AI 기술과 연계하여, SK하이닉스는 AI 연산을 통합한 CXL 메모리를 개발하고 있으며, 이는 고속 데이터 처리와 함께 서버 운영 비용 절감에도 기여할 것으로 기대되고 있습니다.

  • 4-3. CXL D램 시장 대응 전략

  • CXL D램 시장에서의 삼성전자와 SK하이닉스의 대응 전략은 매우 적극적입니다. 삼성전자는 현재 CXL의 개발 및 양산을 위해 10년 이상의 기간 동안 연구를 진행해 왔고, 다양한 업체들과의 협력 및 엔지니어 지원을 통해 CXL 적용을 확대하고 있습니다. SK하이닉스는 CXL 기술을 통해 AI, 머신러닝 등 최신 기술의 수요에 대응하고 있으며, CXL D램의 양산 준비에 만전을 기하고 있습니다. 두 회사 모두 CXL 시장의 성장을 선도하기 위해 관련 기술과 제품 라인을 강화하고 있으며, 업계의 표준화를 위해 노력하고 있습니다.

5. CXL 기술의 시장 전망

  • 5-1. CXL 시장의 성장 가능성

  • CXL(Compute Express Link) 시장은 앞으로 성장할 잠재력이 크다고 평가되고 있습니다. CXL 2.0을 지원하는 CPU의 출시가 임박하면서 시장 활성화가 기대됩니다. 2022년 CXL 시장은 약 170만 달러였으며, 2028년에는 158억 달러로 급성장할 가능성이 높다고 알려져 있습니다. 특히, CXL D램 시장이 전체 시장의 70~80%를 차지할 것으로 전망되고 있으며, 이는 한국의 메모리 반도체 기업들에게 긍정적인 신호입니다. 삼성전자와 SK하이닉스 두 기업 모두 CXL 시장의 잠재력을 긍정적으로 바라보고 있으며, 삼성전자는 CXL 개발에 더욱 적극적인 모습을 보이고 있습니다.

  • 5-2. CXL 기술의 경쟁력 강화 방안

  • CXL 기술의 경쟁력을 강화하기 위해 여러 거래소와 기업들이 협력하고 있습니다. 삼성전자는 HBM(고대역폭 메모리)의 주도권을 SK하이닉스에 뺏긴 경험을 바탕으로 CXL 시장에서 선도적인 위치를 차지하고자 합니다. CXL은 서버 한 대당 메모리 용량을 8~10배까지 확장할 수 있는 높은 확장성을 가지며, 메모리 풀링 기능을 활용하여 유휴 공간을 줄이는 데 강점을 보입니다. 하지만 아직 CXL 시장이 본격적으로 열리지 않은 상황이며, 이는 CXL 2.0을 지원하는 CPU의 출시가 지연되고 있기 때문입니다.

  • 5-3. CXL D램과 AI 반도체의 연관성

  • CXL D램은 AI(인공지능) 반도체와 밀접한 연관이 있습니다. CXL 기술은 서로 다른 장치 간의 빠른 통신을 가능하게 하여 AI 연산 중 발생하는 데이터 처리의 병목 현상을 완화하는 데 도움을 줍니다. 삼성전자의 CXL D램은 서버 당 메모리 용량을 최대 10배까지 늘리는 기능을 제공하며, 이는 AI 기반 서비스의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 요소로 작용합니다. 반도체 산업에서 CXL은 AI 시대의 필수 기술로 자리잡을 것으로 기대됩니다.

6. 결론 및 주요 시사점

  • 6-1. CXL 기술의 중요성 재확인

  • CXL(Compute Express Link) 기술은 인공지능(AI) 시대 메모리 반도체의 한계를 극복할 필수 요소로 보고되고 있습니다. 삼성전자는 CXL 기술을 통해 메모리 용량 및 대역폭의 한계를 극복하고, 2028년에는 메모리 업계의 메인스트림 기술로 자리 잡을 것임을 강조하고 있습니다. CXL은 여러 대 서버가 대규모 메모리 풀을 공유하여 개별 장치의 컴퓨팅 자원을 최적화하는 방식으로, AI 데이터 처리 요구에 적합한 혁신적인 솔루션으로 떠오르고 있습니다.

  • 6-2. 삼성전자와 SK하이닉스의 전략적 접근

  • 삼성전자와 SK하이닉스는 각각의 강점을 살려 CXL 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다. 삼성전자는 2021년 최초로 CXL 기반 D램 제품을 개발한 이후, 2023년에는 CXL 2.0을 지원하는 256GB 용량의 CMM-D를 출시하고, 레드햇과의 협력을 통해 CXL 메모리의 상용화를 가속화하고 있습니다. SK하이닉스 또한 하반기 상용화를 목표로 CXL D램 솔루션을 개발 중이며, CXL 생태계의 성장을 위해 노력하고 있습니다.

  • 6-3. 향후 CXL 기술의 발전 방향

  • CXL 기술은 2028년까지 시장 규모가 약 150억 달러에 이를 것으로 예상되며, 이는 다양한 산업에서의 데이터 처리 요구 증가로 인해 더욱 가속화될 것입니다. 주요 기업들이 CXL 기술을 통해 AI, 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅의 필요를 충족시킬 것으로 전망됩니다. CXL이 HBM(고대역폭 메모리)과 함께 차세대 메모리 솔루션으로 자리 잡을 것으로 예상되며, 이를 위해 기업 간 협력 및 생태계 구축이 중요합니다.

결론

  • 본 리포트의 분석에 따르면, CXL 기술은 AI 시대 데이터 처리 요구를 충족시키기 위해 필수적인 혁신으로 자리 잡고 있습니다. 삼성전자는 CXL D램을 활용하여 메모리 시장에서 선도적 위치를 확립하고 있으며, SK하이닉스는 AI 시대의 수요에 대응하기 위해 CXL 기반 솔루션을 적극적으로 개발하고 있습니다. CXL 시장은 2028년까지 약 158억 달러로 성장할 전망이며, 이는 두 기업이 CXL 생태계에서 주도권을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 이러한 기술 발전은 고성능 컴퓨팅과 데이터센터, AI 분야의 경쟁력을 강화하며, 앞으로 반도체 산업의 방향성을 결정짓는 중요한 요소가 될 것입니다. 따라서, 삼성전자와 SK하이닉스는 지속적인 전략적 투자와 협력을 통해 시장의 리더십을 유지하고 강화해야 할 것입니다.

용어집

  • CXL (Compute Express Link) [기술]: CXL은 CPU와 주변 장치 간의 초고속 데이터 전송을 가능하게 하는 차세대 상호 연결 기술로, 데이터 처리 속도와 시스템 용량을 크게 향상시킵니다. 이 기술은 데이터 센터에서 메모리와 스토리지를 효율적으로 연결하여 대량의 데이터를 처리하는 데 필수적입니다.
  • 삼성전자 [회사]: 삼성전자는 CXL 기반 D램 기술을 개발하여 메모리 시장에서의 경쟁력을 강화하고 있으며, CXL 기술의 생태계 구축을 위해 여러 업체와 협력하고 있습니다.
  • SK하이닉스 [회사]: SK하이닉스는 CXL 기술 개발에 주력하고 있으며, AI 시대의 데이터 처리 요구를 충족하기 위한 다양한 솔루션을 제공하고 있습니다.

출처 문서