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CXL 메모리 혁신, 삼성 vs SK종결 대결

일반 리포트 2025년 01월 13일
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목차

  1. 요약
  2. CXL 기술 개요
  3. CXL 메모리 시장 전망
  4. 삼성전자의 CXL 기술 전략
  5. SK하이닉스의 CXL 기술 전략
  6. CXL 기술의 시장 영향
  7. CXL의 미래 전망
  8. 결론

1. 요약

  • 본 리포트는 CXL(Compute Express Link) 메모리 기술의 혁신적인 발전과 삼성전자, SK하이닉스의 경쟁 상태를 분석합니다. CXL은 AI와 고성능 컴퓨팅 수요 증가에 대응하여 메모리 용량 확장과 효율적인 데이터 처리를 지원하며, 차세대 기술로 주목받고 있습니다. 본 보고서는 CXL 기술의 정의와 기능, 삼성전자와 SK하이닉스의 기술 개발 현황 및 전략, 시장 성장 전망을 통해 각 기업의 경쟁력과 시장을 점검합니다. CXL 기술은 기존 PCIe에 비해 대용량 메모리 시스템의 효율성을 극대화하며, 특히 삼성전자가 CXL 2.0 D램을 중심으로 사업을 확장하고 있는 반면, SK하이닉스는 고객사와 협력하여 CXL 메모리 확장 솔루션을 강화하고 있습니다. 시장조사기관에 따르면, 2026년까지 CXL 시장은 급격한 성장을 보일 것이며, 이는 데이터센터와 AI 응용 분야에서의 변화를 가속화할 것으로 기대됩니다.

2. CXL 기술 개요

  • 2-1. CXL의 정의 및 기능

  • CXL(Compute Express Link)은 프로세서, 가속기, 메모리 등 컴퓨팅 장치 간의 초고속 상호 연결을 지원하는 차세대 메모리 인터페이스 기술입니다. 기존 PCIe 기술에 비해 AI 구동과 같은 대용량 메모리 시스템의 효율성을 크게 높일 수 있어, 시장 성장성이 높다는 특징이 있습니다. CXL은 메모리 풀링(Pooling) 기능을 통해 여러 개의 메모리를 묶어 사용할 수 있으며, 높은 대역폭과 낮은 지연시간을 지원합니다. 이러한 기술은 데이터센터에서의 랙 운용성을 높이며, 새로운 성장 동력을 제공합니다.

  • 2-2. CXL의 발전 역사

  • CXL 기술은 지난 몇 년 동안 눈부신 발전을 이루어왔으며, 특히 2022년에는 삼성전자가 CXL 2.0 D램을 256GB 모듈로 개발해 상용화 조짐을 보였습니다. SK하이닉스는 96GB 및 128GB 용량의 CXL 2.0 메모리를 개발 중이며, 연말 양산을 목표로 고객사 인증 절차를 진행하고 있습니다. CXL 2.0은 여러 개의 컴퓨팅 노드가 CXL 스위치를 통해 메모리 자원을 공유할 수 있도록 하여, 시스템 확장성과 효율성을 더욱 높일 수 있습니다. 시장조사업체 욜(Yole)의 예측에 따르면, CXL 관련 시장 규모는 2026년까지 21억 달러에 이를 것으로 보이며, 이 중 CXL DRAM은 중요한 매출 점유율을 차지할 것으로 전망됩니다. 또한, 2026년 이후에는 CXL 3.0과 같은 새로운 표준의 개발이 본격화될 것으로 기대됩니다.

3. CXL 메모리 시장 전망

  • 3-1. CXL 시장 규모 및 성장 예측

  • CXL 메모리 시장은 2022년 약 24억 원(170만 달러)에서 시작하여 2028년에는 약 20조 원(150억 달러)으로 성장할 것으로 예상되고 있습니다. 이는 6년 동안 약 8300배의 성장을 의미합니다. 시장조사업체 욜 인텔리전스에 따르면, CXL 시장은 올 하반기부터 개화하기 시작해 2028년에 본격화될 것으로 전망됩니다.

  • 3-2. CXL 기술의 상용화 시점

  • 삼성전자는 CXL 시장 공략을 위해 2022년 5월 세계 최초로 CXL 1.1 기반 D램을 개발하였으며, 2023년에는 CXL 2.0을 지원하는 D램 제품을 상용화할 계획입니다. SK하이닉스 또한 CXL 메모리 시장 진출을 위해 다양한 솔루션을 개발하고 있으며, CXL 2.0 메모리 확장 솔루션을 적용한 고객은 기존 DDR5 시스템 대비 대역폭을 최대 50% 향상시키고 용량 확장을 50~100%까지 가능할 것으로 기대하고 있습니다.

4. 삼성전자의 CXL 기술 전략

  • 4-1. 삼성전자의 CXL 제품 개발 현황

  • 삼성전자는 2021년 5월 업계 최초로 CXL 기반 D램 개발을 시작하였으며, 2022년 5월에는 DDR5 기반의 512GB CXL D램 제품을 개발하였습니다. 2023년 5월에는 CXL 2.0을 지원하는 128GB CXL 2.0 D램을 개발하여 차세대 메모리의 상용화에 한 발짝 더 다가갔습니다. 삼성전자는 CXL 2.0 D램을 올 2분기 출시하였고, 현재 여러 고객사와 테스트를 진행 중입니다. 삼성전자에 따르면, CXL 시장은 2024년 하반기에 열릴 것으로 예상되며 2025년부터 본격 성장할 것으로 보입니다. 또한, 삼성전자는 구글, 마이크로소프트, 엔비디아, AMD 등 다양한 고객사와 협력하고 있습니다.

  • 4-2. CXL 기술의 장점 및 차별점

  • 삼성전자의 CXL 기술은 HBM보다 메모리 용량 확장에서 독보적인 장점을 가지고 있습니다. CXL 기술을 활용하면 별도의 CPU 없이도 메모리 용량을 확장할 수 있으며, 메모리 풀링 기술을 통해 데이터 전송시의 병목 현상을 줄일 수 있습니다. 또한, CXL은 SSD와 같은 다양한 메모리와 결합 가능하여, 다양한 환경에서의 활용도가 높습니다. 삼성전자는 CXL 기술을 통해 CPU, GPU, 메모리 스토리지 등을 효과적으로 연결하여 보다 빠른 연산 처리를 가능하게 하고 있습니다. 그리고 CXL 기술은 표준 기술 기반에 구축되어 있어, 다양한 업체와의 호환성도 가지고 있습니다.

5. SK하이닉스의 CXL 기술 전략

  • 5-1. SK하이닉스의 CXL 제품 개발 현황

  • SK하이닉스는 CXL 메모리 기술 관련하여 활발한 개발을 진행하고 있습니다. CXL 1.0은 2019년 3월, CXL 2.0은 2020년 11월, CXL 3.0은 2022년 8월에 출시되었고, 현재 CXL 2.0 메모리 확장 솔루션, CXL 풀드 메모리 솔루션, 컴퓨테이셔널 메모리를 제공하고 있습니다. 또한, SK하이닉스는 CXL 기반 96GB 및 128GB 제품의 고객 인증을 완료하고, 2024년 내 상용화를 목표로 하고 있습니다.

  • 5-2. CXL 시장에서의 경쟁력

  • CXL 메모리 시장은 AI 및 고성능 컴퓨터의 수요 증가와 함께 급격히 성장할 것으로 예상되고 있습니다. 욜 인텔리전스에 따르면 CXL 시장 규모는 2022년 약 24억원에서 2028년에는 약 20조원에 이르는 성장세를 보일 것으로 전망하고 있습니다. SK하이닉스는 HBM에서의 성공을 토대로 CXL D램 시장에서도 주요 점유율을 확보하기 위해 노력하고 있으며, 고객사와의 협력을 통해 생태계 확산을 추진하고 있습니다. SK하이닉스는 CXL 기술을 통해 대규모 데이터 처리와 메모리 용량 확장을 가능하게 하는 데 주안점을 두고 있습니다.

6. CXL 기술의 시장 영향

  • 6-1. CXL과 HBM의 비교

  • 삼성전자와 SK하이닉스는 현재 AI 시대에 맞춰 고대역폭메모리(HBM)와 컴퓨트익스프레스링크(CXL) 기술 상용화에 힘쓰고 있습니다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 쌓아 올린 고성능 메모리 반도체로, 특히 그래픽처리장치(GPU)의 핵심 부품 중 하나로 자리 잡고 있습니다. 현재 HBM 시장 점유율은 SK하이닉스가 53%, 삼성전자가 35%, 마이크론이 9%를 차지하고 있습니다. HBM 시장에서 SK하이닉스는 2013년에 세계 최초로 HBM 개발에 성공하며 엔비디아에 HBM을 독점 공급한 바 있습니다. 반면, 삼성전자는 4세대 HBM 제품인 HBM3가 엔비디아의 품질 테스트를 통과하였으나, 5세대 HBM3E는 아직 테스트 중입니다.

  • 6-2. CXL 기술이 AI 반도체 시장에 미치는 영향

  • CXL 기술은 데이터 처리의 효율성을 높이고 메모리 용량을 극대화할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 기존에는 데이터센터에서 저장공간을 늘리기 위해 별도의 서버를 증설해야 했으나, CXL D램을 사용할 경우, 서버 1대 당 메모리 용량을 약 10배까지 증가시킬 수 있습니다. 삼성전자는 2021년 업계 최초로 CXL 기반 D램 개발에 성공하였으며, 올해 3월에는 CXL 기반 D램인 CMM-D와 함께 다양한 CXL 솔루션을 선보였습니다. SK하이닉스 또한 CXL 2.0 메모리 확장 솔루션 및 다양한 CXL 제품을 상용화할 예정입니다. CXL 시장은 2022년 약 24억원에서 2028년에는 약 20조원으로 성장할 것으로 예상되고 있습니다.

7. CXL의 미래 전망

  • 7-1. CXL 기술의 향후 발전 방향

  • 삼성전자와 SK하이닉스는 AI 시대에 맞춘 차세대 메모리 반도체 기술 확보에 집중하고 있습니다. 특히 CXL(Compute Express Link) 기술은 고성능 서버 CPU의 대규모 메모리 확장을 가능하게 하여 데이터 처리량을 크게 늘리는 잠재력을 가지고 있습니다. 삼성전자는 2021년 업계 최초로 CXL 기반 D램을 개발하였으며, 2023년에는 CXL 2.0을 지원하는 256GB CMM-D 제품을 시장에 출시할 예정입니다. SK하이닉스 또한 CXL 2.0 메모리 확장 솔루션을 중심으로 상용화 준비를 하고 있습니다. 이와 관련하여, SK하이닉스는 CXL 기반 96GB와 128GB 제품의 고객 인증을 완료하고 올해 상반기에는 상용화할 계획입니다.

  • 7-2. CXL 시장의 주요 과제

  • CXL 시장은 2022년 약 24억 원에서 2028년에는 약 20조 원으로 급속히 성장할 것으로 예상되고 있습니다. 하지만 CXL이 시장에서 본격적으로 자리잡기 위해서는 기술 발전 외에도 생태계 구축과 고객사의 확보가 필수적입니다. 현재 CXL 기술의 상용화는 인텔의 CXL을 지원하는 서버용 CPU 출시에 따라 촉진될 것으로 보이며, 향후 CXL D램 시장의 매출 증가가 기대됩니다. 그러나 새로운 기술 도입에 따른 비용 및 전환 문제 등으로 인해 도입 초기에는 시장 확대에 장애 요인이 있을 수 있습니다.

결론

  • CXL 기술은 메모리 용량을 효과적으로 확장하고 데이터 처리능력을 향상시켜 차세대 메모리 솔루션으로 주목받고 있습니다. 삼성전자는 업계 최초로 CXL D램을 개발하며 시장 진출을 선도하고 있으며, SK하이닉스도 CXL 2.0 메모리 확장 솔루션으로 경쟁력을 확보하고 있습니다. 그러나 이 시장이 본격적으로 활성화되기 위해서는 기술적 진보는 물론, 생태계 조성과 고객사 확보가 필수적입니다. 기술과 시장의 지속적 발전을 위해서는 각 기업이 혁신적인 전략을 지속적으로 추진해야 하며, 이를 통해 CXL 기술은 AI 및 고성능 컴퓨팅 분야에서의 필수 요건으로 자리잡을 전망입니다. 향후 몇 년 안에 CXL D램 시장은 막대한 규모로 성장할 것으로 보이며, 이는 AI 및 데이터센터 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. CXL은 여러 기업 간 협력을 필요로 하며, 삼성전자와 SK하이닉스가 이 화두를 주도적으로 끌어갈 것입니다.

용어집

  • CXL [기술]: CXL(Compute Express Link)은 CPU, GPU, 메모리 등 다양한 컴퓨팅 장치를 효율적으로 연결하여 대용량 데이터를 처리할 수 있는 차세대 인터페이스 기술로, 메모리 용량 확장과 병목 현상 해소를 목표로 하고 있습니다.
  • 삼성전자 [회사]: 삼성전자는 CXL D램 기술 개발을 선도하고 있으며, CXL 기술의 상용화와 제품화를 위해 다양한 솔루션을 개발하고 있습니다. CXL 시장에서의 경쟁력 강화를 위해 레드햇 등과 협력하고 있습니다.
  • SK하이닉스 [회사]: SK하이닉스는 CXL 기술 개발에 적극적으로 참여하고 있으며, CXL 2.0 메모리 확장 솔루션과 같은 다양한 제품을 통해 시장에서의 입지를 강화하고 있습니다.

출처 문서