[e돋보기]고대역폭 메모리(HBM)

[양태훈기자] 고대역폭 메모리(HBM)는 3차원 적층 기술인 실리콘관통전극(TSV)를 활용해 D램을 수직으로 쌓은 제품을 말한다.

이는 기존 D램 대비 수배 이상 빠른 속도를 제공, 막대한 데이터를 처리하는 슈퍼컴퓨터(HPC)를 비롯해 빅데이터를 다루는 크라우드 서비스 서버, 초고해상도(UHD) 그래픽카드, 콘솔 기기 등에 사용이 적합하다.

실제 최근 삼성전자가 양산에 돌입한 4기가바이트(GB) 2세대 HBM D램의 경우, 현존 D램 중 가장 빠른 GDDR5 대비 7배 빠른 초당 256GB라는 연산속도를 제공한다.

이는 삼성전자가 보유한 20나노미터(nm, 10억분의 1미터) 공정기술 및 8기가비트(Gb) 2세대 HBM D램 설계 기술과 TSV 기술이 활용된 덕분이다.

이 중 핵심은 TSV 기술로, D램 칩을 일반 종이 두께의 절반 이하의 얇은 두께로 깎은 다음 수백 개의 미세한 구멍을 뚫고 상단 칩과 하단 칩의 구멍을 관통하는 전극을 서로 연결한 패키징 기술이다.

기존 서버용 8Gb DDR4 D램 칩에 100여개의 TSV 구멍을 뚫는 것 대비 8Gb HBM2 D램 칩은 이보다 37배 많은 5천개 이상의 구멍을 뚫어 상하를 연결, 더 향상된 성능을 끓어낼 수 있었던 것.

SK하이닉스 역시 지난해 5월 TSV 기술을 활용한 1세대 HBM D램을 양산, AMD와 엔비디아에 공급한 바 있다. 현재는 2세대 HBM D램 기술개발을 진행 중이다.

한편, 마이크론도 HBM처럼 TSV 기술을 활용해 D램을 수직으로 적층, 성능을 높이는 하이브리드 메모리 큐브(HMC)를 양산 중이다. 이는 메모리 컨트롤러와의 거리가 HBM보다 멀어 전력효율이 떨어지는 게 차이점이다.