삼성전자가 업계 최초로 차세대 인터페이스 '컴퓨트 익스프레스 링크(Compute Express Link, 이하 CXL) 기반의 D램 메모리 기술을 개발했다.
삼성전자는 11일 보도자료를 통해 인공지능, 머신러닝, 빅데이터 등 데이터센터의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 대용량·고대역 D램 기술 개발을 통해 차세대 반도체 기술리더십을 확보했다고 밝혔다.
또한 이번에 개발한 CXL 기반 D램 메모리를 인텔의 플랫폼에서 검증을 마쳐 차세대 데이터센터가 요구하는 대용량 D램 솔루션의 기반 기술을 확보했으며, 글로벌 주요 데이터센터, 클라우드 업체들과 협력을 확대해 나가고 있다고 언급했다.
삼성전자에 따르면 최근 인공지능 및 빅데이터를 활용하는 응용분야가 늘어나면서 처리해야 되는 데이터의 양이 폭발적으로 증가하고 있지만, 현재의 데이터센터, 서버 플랫폼에서 사용되는 기존의 DDR 인터페이스로는 시스템에 탑재할 수 있는 D램 용량에 한계가 있어 이를 극복할 수 있는 새로운 대안이 지속적으로 요구되어왔다.
CXL은 인텔이 제안한 새로운 개방형 상호 연결(Interconnect) 기술로 CPU 및 전용 가속기, 메모리 버퍼, 그리고 스마트 I/O 디바이스와 같은 장치 사이의 병목 현상을 제거하고 고대역·저지연 연결을 제공하는 것이 특징이다.
업계 표준의 PCIe 5.0 물리적/전기적 인터페이스를 단일 기술로 최대 128GB/s 대역폭을 제공하며 I/O 프로토콜, 메모리 프로토콜, 그리고 일관성 인터페이스(Coherency Interface)와 같은 세 가지 영역에서 고급 프로토콜을 제공해 기존 DDR 인터페이스, PCIe 인터페이스 등을 대체 혹은 보완하면서 장치간 메모리 일관성을 유지해 더 높은 성능, 소프트웨어 스택 복잡성 감소 및 전반적인 시스템 비용 절감을 위한 리소스 공유가 가능하다.
작년 11월에 발표한 CXL 2.0 사양에서는 더 많은 장치에 연결하기 위한 팬 아웃 전환 지원을 추가했으며, 메모리 활용 효율성을 높이고 필요에 따라 메모리 용량을 제공하기 위한 메모리 풀링 영구 메모리 지원, 기존 CXL 1.1/1.0과의 하위 호환성 지원 등을 특징으로 한다. 기존 컴퓨팅 시스템의 메모리 용량의 물리적 한계를 극복하고 D램의 용량을 획기적으로 확장할 수 있다.
삼성전자는 업계 최초로 대용량 SSD에 적용되는 EDSFF(Enterprise & Data Center SSD Form Factor) 폼팩터를 CXL D램에 적용했다. CXL D램은 기존 시스템의 메인 D램과 공존이 가능하면서 시스템의 메모리 용량을 테라바이트급까지 확장할 수 있다.
기존 D램의 컨트롤러는 데이터를 임시로 저장하는 단순 버퍼 역할만 수행했지만 삼성전자는 CXL D램에 최첨단 컨트롤러 기술을 접목해 고객들이 인공지능, 머신러닝, 인메모리 데이터베이스 등 빅데이터를 활용하는 분야에 적극적으로 CXL D램을 활용할 수 있도록 했다.
이번에 개발한 CXL D램의 컨트롤러는 컴퓨팅 시스템이 인터페이스가 다른 메인메모리 DDR D램과 CXL D램을 함께 사용할 수 있도록 '메모리 맵핑(Memory Mapping)'과 '인터페이스 컨버팅(Interface Converting)' 기술, 시스템의 에러를 최소화하고 데이터의 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 '에러 관리(Error Management)' 등을 지원한다.
삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 박철민 상무는 "삼성전자의 CXL D램 기술은 차세대 컴퓨팅, 대용량 데이터센터, 인공지능 등 미래 첨단분야에서 핵심 메모리 솔루션 역할을 할 것"이라며, "스마트 데이터센터가 요구하는 차세대 기술을 선도하고 CXL 생태계가 빠르게 확장될 수 있도록 글로벌 기업들과 협력을 강화해 나가겠다"고 밝혔다.
인텔 I/O 기술과 표준 총괄인 데벤드라 다스 샤르마(Debendra Das Sharma) 펠로우는 "인공지능과 머신러닝에 대한 수요와 워크로드 증가를 지원하기 위해 데이터센터 시스템은 빠르게 진화하고 있으며, CXL 메모리를 통해 데이터센터 등에서 메모리의 사용이 한 단계 확장될 것으로 기대된다"며, "CXL을 중심으로 강력한 메모리 생태계를 구축하기 위해 삼성전자와 지속적으로 협력할 것"이라고 말했다.
AMD 서버 사업부 댄 맥나마라(Dan McNamara) 수석 부사장은 "AMD는 클라우드와 엔터프라이즈 컴퓨팅 분야의 성능 향상을 주도하기 위해 노력하고 있다"며, "CXL과 같은 차세대 메모리 개발은 이러한 성능 향상을 실현하는 데 있어 매우 중요한 요소로, 삼성전자와 협력을 통해 데이터센터 고객에게 첨단 인터커넥트 기술을 제공할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 밝혔다.
삼성전자는 대용량 메모리가 요구되는 차세대 컴퓨팅 시장에 맞춰 CXL 기반 메모리를 적기에 상용화할 계획이다.
CXL은 2019년 3월 인텔, 알리바바, 시스코, 델, 페이스북, 구글, HPE, 화웨이, 마이크로소프트 등 주요 IT 업체들이 컨소시엄을 구성하면서 시작됐으며, 지금은 AMD, 엔비디아, ARM, 자일링스, 씨게이트, WD, 마이크론, 소니 등 더 많은 기업들이 참여하고 있으며 우리나라에서도 삼성전자와 SK하이닉스가 CXL 컨소시엄에 참여 중이다.
삼성전자는 2019년 CXL 컨소시엄 발족 초기부터 참여해, 글로벌 주요 데이터센터, 서버, 칩셋 업체들과 차세대 인터페이스 기술 개발을 위해 협력하고 있다.
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