CXL(Compute Express Link) | AI를 위한 차세대 메모리 CXL
AI의 등장 등으로 데이터 처리량은 급속도로 증가 되는데 반해 프로세서의 성능 개선과 메모리 용량 확대는 한계를 드러내면서, HBM, CXL, PIM 등의 기술을 통해 이를 해결하려는 노력이 진행되고 있습니다.
지난해 말부터는 HBM에 이어 CXL메모리가 주목 받고 있습니다. CXL은 Compute Express Link의 약자로 고속으로 연결해서 계산하는 기술을 의미합니다.
CPU와 D램은 서로 연결되어 정보를 주고받으면서 연산을 수행합니다. 기존 DDR4, DDR5 D램의 구분 역시 이러한 인터페이스 규격을 나타내는 것입니다. CXL은 기존 1:1방식에서 벗어나 다수의 CPU와 GPU을 메모리와 통합 연결하는 인터페이스 규격입니다.
CXL은 여러 프로세서와 메모리들이 통합되어 정보를 주고받는 방식으로 연산의 속도를 높이고 메모리 용량의 확대를 가능하게 합니다. SK하이닉스 발표에 따르면 CXL 2.0 적용 D램은 기존 DDR5 시스템 대비 50%의 대역폭 확장과 최대 2배의 용량 확장이 가능하다고 합니다.
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| CXL 메모리 익스팬더 (출처 : 삼성전자 반도체) |
국내 삼성전자, SK하이닉스, 인텔 등 반도체 제조회사들과 구글, 마이크로소프트 등의 데이터 서버를 운영하는 IT기업들이 CXL 컨소시엄을 구성해서 CXL1.0부터 CXL 3.1까지 규격을 완성해 놓았습니다.
현재 상용화에 있어서는 삼성전자가 가장 빠른 모습입니다. `23년 5월 CXL 1.1 D램을 개발했고 올해 CXL 2.0 D램을 양산할 계획을 가지고 있습니다. 마찬가지로 SK하이닉스도 올해 하반기 상용화 예정으로 알려져 있습니다.
결국 이러한 HBM, CXL, PIM 등의 기술은 모두 AI기술의 향상과 연결되어 있습니다. 궁극적으로는 AI가 가장 큰 모멘텀이고 테마라는 사실을 여러 차원에서 확인할 수 있습니다.
CXL 관련주와 사업보고서 내 CXL 내용
최근 사업보고서를 기준으로 CXL과 관련된 기술개발을 진행하고 있거나 사업을 진행 중인 기업들을 관련 내용과 함께 모두 정리해보았습니다.
삼성전자
- 업계 최초 CXL기반 D램 개발 (대용량 데이터센터가 요구하는 DRAM 모듈의 물리적 한계 극복, 용량과 대역폭의 획기적인 확장 가능)
- CXL 메모리 오픈소스 소프트웨어 솔루션 개발
- 업계 최초 512GB CXL D램 개발
- 업계 최초 CXL 2.0 D램 개발 (D램 영역 분할 사용 메모리 풀링 지원)
SK하이닉스
- CXL은 초기에는 2nd Tier 메모리롱 사용되기 시작, 향후 메모리 풀링 방식으로 진화할 것으로 예상되며, 급격한 시장 확대 전망
- CXL 2.0 지원 CPU가 출시되는 2025년경부터 시장이 본격적으로 확대될 것으로 전망
코리아써키트
- 메모리 모듈 부문에서 DDR5 모듈, 차세대 SSD, CXL, LPCAMM 등의 제품 개발 진행 중이며 2024년 물량 본격 확대 시 가시적인 수익증대를 기대
- 대형반도체 업체들과 RF-SSD 협업 개발진행 중
네오셈
- 차세대 반도체 중심 메모리반도체 회복 기대, 현재 제품 포트폴리오의 대부분이 차세대 반도체 DDR5, 고적층 NAND FLASH MEMORY, CXL DRAM, GEN5 SSS에 집중되어 있어 우호적인 시장 환경이 조성되고 있으며 지속 성장 기반 마련 평가
파두
- AI학습 및 추론을 위한 워크로드와 비디오 프로세싱 워크로드 성능 향상, 소비전력 최적화 목표 연구개발 진행
- 연산반도체(트랜스코딩 반도체와 DPU), 통신반도체(CXL 네트워크 반도체), 저장반도체 (CXL 메모리용 반도체), 전력반도체(PMIC) 등 연구개발 진행 중