"땡큐, AI"…낸드 시장 부활에 차세대 AI용 제품 개발 속도

[아이뉴스24 김종성 기자] 생성형(AI) 인공지능 산업이 빠르게 성장하며 고대역폭메모리(HBM)에 이어 기업용 솔리드스테이트드라이브(eSSD) 수요가 급증하고 있다. 그동안 메모리 반도체 업체들의 '아픈 손가락'으로 꼽혔던 낸드플래시 시장에 활기가 돌며 차세대 고성능·고용량 낸드플래시 개발도 탄력을 받고 있다.

9일 시장조사기관 옴디아에 따르면 글로벌 낸드플래시 매출은 지난해 387억 달러에서 2028년 1148억 달러로 성장할 것으로 전망된다. 연평균 성장률 24%다.

D램은 휘발성 메모리로 방대한 데이터를 실시간으로 처리하는 데 필요한 반도체다. 반면, 낸드는 비휘발성 메모리로 전원이 꺼져도 데이터를 유지할 수 있는 것이 특징으로, 소형화, 대용량화의 이점이 크면서도 데이터 처리 속도가 빨라 휘발성 메모리인 D램과 상호보완적인 역할을 한다. 비디오나 사진과 같은 대용량의 정보를 저장하는 데 적합하다. USB나 SSD, 스마트폰 등에 주로 활용된다.

특히 최근 생성형 AI 열풍으로 고성능·고용량의 기업용 SSD(eSSD)의 수요가 급증하고 있다. 그동안 데이터센터들은 저렴한 제품 가격 때문에 하드디스크드라이브(HDD)를 사용하는 경우가 많았다. 그러나 최근 AI가 빠르게 확산하며 데이터 처리 속도와 소비전력, 발열 등이 데이터센터 운영에 중요한 요소로 부상하면서 eSSD 제품이 각광을 받고 있다. 현재 AI 시장이 학습 중심에서 추론의 영역으로 넘어가면서 이미지, 영상, 음성 등 대규모 데이터를 실시간으로 처리할 수 있는 능력이 중요해졌기 때문이다.

낸드 수요가 되살아나며 삼성전자와 SK하이닉스는 앞다퉈 차세대 제품을 선보이며 시장 공략에 나섰다. 특히 쿼드러플레벨셀(QLC) 낸드 제품 개발 경쟁이 치열하다.

QLC는 낸드의 기본 저장 단위인 셀(cell) 하나에 4비트(bit)의 데이터를 기록할 수 있는 구조다. 현재 낸드 시장에 보편화돼 있는 TLC 방식은 셀당 3비트를 저장할 수 있다. QLC는 이보다 한 단계 더 나아간 제품으로, 저장 용량은 커지면서도 칩의 크기는 줄일 수 있다. 이론적으로 TLC보다 집적도가 30%가량 높아지는 것으로 알려졌다.

QLC 기반 eSSD는 빠른 전송 속도와 낮은 소비 전력이 장점이다. 최근 AI 확산으로 데이터센터 등에서 eSSD 수요가 급증하고 있다. QLC 낸드가 비교적 적은 비용으로 저장 용량을 크게 늘릴 수 있어 투자 효율성을 높일 수 있기 때문이다.

QLC 기반 SSD는 기존 하드디스크드라이브(HDD)보다 속도가 월등히 빠르면서도 소비 전력이 낮은 고용량 낸드 솔루션으로 각광받고 있다. 특히 60TB 이상의 초고용량 eSSD는 QLC 기술에 기반하고 있다. 초고용량 eSSD는 AI 시장 확대로 새롭게 발생하는 신규 수요로, 낸드 시장의 구조적인 변화를 의미할 수 있다는 점에서 메모리 업체들은 eSSD 시장 선점에 적극적으로 나서고 있다.

삼성전자는 올해 하반기에 QLC 기반 고용량 SSD를 양산할 계획이다. 김재준 삼성전자 메모리사업부 전략마케팅실장(부사장)은 1분기 콘퍼런스콜에서 "AI 모델이 진화하며 훈련·추론 영역에서 SSD 수요가 늘었다"면서 "QLC SSD는 상반기 대비 하반기에 3배 수준으로 급증할 것"이라고 언급하기도 했다.

현재 자회사 솔리다임을 통해 QLC eSSD를 생산하고 있는 SK하이닉스도 자체 신제품 개발에 나섰다. 안현 SK하이닉스 부사장은 지난 2일 기자간담회에서 "자회사 솔리다임에는 60TB eSSD가 준비돼 있다"며 "SK하이닉스에서도 QLC 기반 60TB 제품을 개발하고 내년에는 300TB까지 준비하겠다"고 말했다.