[초점] "그래픽 D램선 다르다"…'초격차' 나선 삼성, 업계 최초 기록 또 썼다

[아이뉴스24 장유미 기자] 최근 HBM(고대역폭메모리) 시장에서 경쟁사인 SK하이닉스에 주도권을 뺏긴 삼성전자가 그래픽 D램 시장에서 초격차 기술을 앞세워 시장 선점에 나섰다. 지난해 7월 GDDR(Graphics Double Data Rate)6, 11월 'GDDR6W'에 이어 차세대 그래픽 D램 기술인 '32Gbps GDDR7'을 또 업계 최초로 개발한 것이다.

삼성전자는 최근 데이터 처리 속도가 업계에서 가장 빠른 차세대 그래픽 D램을 개발해 관련 시장 잡기에 본격 나선다고 19일 밝혔다.

삼성전자는 지난해 업계 최초로 '24Gbps GDDR6 D램'을 개발한 데 이어 '32Gbps GDDR7 D램'도 업계 최초로 개발해 그래픽 D램 시장에서 기술 리더십을 더욱 공고히 했다.

◆AI·머신러닝 성장에 고성능 그래픽 D램 시장도 '각광'

GDDR D램은 그래픽, 데이터센터, AI 등 방대한 양의 데이터를 빠르게 처리하는 응용처에 사용되는 D램으로, 일반 DDR 대비 데이터 전송을 위한 채널이 많고 높은 대역폭을 가지고 있다.

그래픽 메모리는 PC, 노트북, 게임 콘솔 등의 그래픽 영역뿐 아니라 초고속 대용량 데이터 처리 기술을 요구하는 고성능 컴퓨팅, 인공지능, 딥러닝, 가상현실, 메타버스 등 다양한 영역에서도 주목 받고 있다.

또 최근에는 자율 주행 시스템의 확대와 고해상도 지도, 동영상 스트리밍, 고사양 게임 등 차량 내 인포테인먼트 시스템이 고도화되고, 대량의 자율주행 데이터를 빠르게 처리해야 하는 기술이 요구되면서 차량 영역에서도 각광 받고 있다.

삼성전자 관계자는 "인공지능, 머신러닝과 같은 방대한 데이터 처리를 필요로 하는 차세대 산업의 급부상으로 고성능 그래픽 D램 시장이 지속적으로 성장할 것으로 예상하고 있다"며 "GDDR 분야에서 차별화된 솔루션과 기술 리더십으로 시장 성장을 지속 주도해나갈 계획"이라고 말했다.

현재 그래픽 D램 시장 점유율은 지난해 기준 삼성전자가 48%(5억4천600만 GB)로 독보적 1위를 유지하고 있다. 마이크론(2억9천100만 GB)과 SK하이닉스(2억9천 GB)는 점유율이 26%로 같지만, 2위 자리를 두고 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 전체 그래픽 D램 시장은 2021년 11억3천100만 GB에서 지난해 11억2천600만 GB로 다소 줄었으나, 향후 크게 성장할 것으로 전망된다.

업계 관계자는 "GDDR7 D램과 호환되는 칩들이 아직 없어 현재는 시장이 제대로 형성되지 않았다"며 "내년부터 시장이 본격화 될 것으로 보인다"고 말했다.

현재 시장을 주도하고 있는 것은 20Gbps다. 삼성전자는 지난해 내놓은 24Gbps의 양산 준비는 마친 상태로, 시장 개화에 맞춰 양산할 계획이다. 이번에 개발한 '32Gbps GDDR7 D램'은 주요 고객사의 차세대 시스템에 탑재돼 연내 검증이 시작될 예정으로, 양산 시기는 내년이 될 전망이다. 경쟁사인 SK하이닉스, 마이크론도 연내 GDDR7 D램의 개발을 완료해 내년부터 양산할 계획이다.

업계 관계자는 "GDDR D램은 그래픽용으로 특화돼 있어 아직 시장이 크진 않지만, 그래픽에 쓰이는 GPU 자체가 최근 한정적으로 쓰이지 않고 이제는 고성능 서버, 인공지능(AI) 등으로 확장돼 사용되고 있는 추세"라며 "'GDDR7 D램'은 향후 차세대 고성능 컴퓨팅(HPC), AI, 자율주행차 등 다양한 분야에서도 폭넓게 활용될 것으로 보여 시장을 누가 선점할 지가 중요한 시기인 듯 하다"고 밝혔다.

◆풀HD급 영화 385편, 1초 만에 처리…내년부터 본격 양산할 듯

이번에 삼성전자가 내놓은 신제품은 초당 32기가비트(Gb)의 데이터를 전송할 수 있는 그래픽용 D램이다. 기존 제품(24Gbps) 대비 동작 속도가 1.4배 향상됐다. 프리미엄급 그래픽 카드에 탑재할 경우 초당 최대 1.5TB(테라바이트)의 데이터를 처리할 수 있다. 이는 풀HD급 영화 385편 가량을 1초 만에 처리할 수 있는 속도다. 전력 효율도 20% 이상 향상됐다.

삼성전자 관계자는 "특히 노트북 등 저전력 특성이 중요한 응용처를 위해 초저전압을 지원하는 옵션도 제공한다"며 "열전도율이 높은 신소재를 EMC(Epoxy Molding Compound) 패키지에 적용, 회로 설계를 최적화해 고속 동작으로 인한 발열도 최소화했다"고 설명했다.

삼성전자는 이번 제품에 'PAM3(Pulse-Amplitude Modulation) 신호 방식'도 신규 적용했다. 이를 통해 데이터 입출력 핀 1개당 최대 32Gbps의 업계 최고 속도를 구현했다. 'PAM3 신호 방식'은 기존 NRZ(Non-Return-to-Zero) 방식보다 동일 신호 주기에 1.5배 더 많은 데이터를 전송할 수 있는 기술로, '-1'과 '0', '1'로 신호 체계를 구분해 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송하는 것을 뜻한다. NRZ는 '0'과 '1'로 신호 체계를 구분해 1주기마다 1비트 데이터를 전송하는 방식이다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 부사장은 "'GDDR7 D램'은 워크스테이션, PC, 노트북, 게임 콘솔 등 우수한 그래픽 성능이 요구되는 응용처에서 더욱 차별화된 사용자 경험을 제공할 것"이라며 "프리미엄 그래픽 시장 수요에 맞춰 적기에 상용화하고 차세대 그래픽 D램 시장을 지속 선도해 나갈 것"이라고 밝혔다.