삼성전자, 업계 최초 '24Gb GDDR7 D램' 개발… 추론용 AI칩 잡는다 [종합]

(사진제공=삼성전자)

삼성전자가 그래픽 D램 리더십 강화를 통해 인공지능(AI) 칩 시장 지배력 확대에 속도를 낸다.

삼성전자는 업계 최초로 12나노급 '24기가비트(Gb) GDDR7 D램' 개발을 완료했다고 17일 밝혔다. 삼성전자는 이를 연내 주요 그래픽처리장치(GPU) 고객사의 차세대 AI 컴퓨팅 시스템에서 검증을 시작해 내년 초 제품을 상용화할 계획이다.

이번 제품은 업계 최고 사양을 구현했다. 12나노급 미세 공정을 적용해 동일한 패키지 크기에 셀 집적도를 높였고, 전작 대비 50% 향상된 용량을 구현했다. 또 그래픽 D램 중 업계 최고 속도인 40Gbps(기가비트 퍼 세컨드)를 구현했다. 사용 환경에 따라 최대 42.5Gbps까지의 성능을 자랑한다.

그래픽 카드에 탑재하면 최대 초당 1.8TB(테라바이트)의 데이터를 처리할 수 있다. 이는 30GB(기가바이트) 용량의 UHD 영화 60편을 1초 만에 처리할 수 있는 속도다.

PC, 게임 콘솔 등 기존 그래픽 D램의 응용처를 넘어 AI 워크스테이션, 데이터센터 등 고성능 제품을 필요로 하는 분야까지 다양하게 활용될 것으로 기대된다.

삼성전자는 이번 제품부터 저전력 특성이 중요한 모바일 제품에 적용되는 기술들을 도입해 전력 효율을 30% 이상 크게 개선했다.

제품 내 불필요한 전력 소모를 줄이는 '클락(Clock) 컨트롤 제어 기술'과 '전력 이원화 설계' 등을 통해 제품의 전력 효율을 극대화했다. 또 고속 동작 시에도 누설 전류를 최소화하는 '파워 게이팅 설계 기법'을 적용해 제품의 동작 안정성도 향상됐다.

배용철 삼성전자 메모리사업부 상품기획실 부사장은 "삼성전자는 작년 7월 '16Gb GDDR7 D램'을 개발한데 이어 이번 제품도 업계 최초로 개발에 성공해 그래픽 D램 시장에서의 기술 리더십을 공고히 했다"며 "AI 시장의 빠른 성장에 발맞춰 고용량∙고성능 제품을 지속 선보이며 시장을 선도해 나갈 것"이라고 밝혔다.

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시장조사기관 데이터인텔로에 따르면 글로벌 GDDR 시장 규모는 2023년 58억 달러(약 7조9000억 원)에서 2032년 126억 달러(약 17조1900억 원)에 이르며, 연 평균 9.1%의 높은 성장률을 보일 것으로 전망된다.

GDDR 시장의 주요 성장 요인으로는 △게임기술의 발전 △AI △데이터센터 확대가 대표적이다.

가상 현실(VR), 증강 현실(AR) 확산과 더불어 e스포츠 인기 증가하고 있다. 또 의료, 금융, 자동차 등 다양한 산업에서 AI 기술을 채택하고 있다. 기하급수적으로 증가하는 데이터를 처리하기 위해선 데이터센터의 지속 발전이 필수적이다.

삼성전자는 이러한 시장 성장에 발맞춰 지난해 7월 업계 최초로 GDDR7 D램을 개발하는 등 그래픽 D램 시장을 선도해왔다.

김재준 삼성전자 메모리 전략마케팅실 부사장은 2분기 컨퍼런스콜에서 "업계 최초로 개발한 GDDR7 판매를 본격화해 고부가가치 제품군에서의 리더십을 강화해나가겠다"고 밝힌 바 있다.

GDDR은 상대적으로 저렴한 가격에 빠른 속도와 높은 전력효율을 구현한 제품이다. AI 시대에 응용처가 더욱 확대될 것으로 관측된다.

KB증권은 "AGI(범용 인공지능)가 새로운 화두로 등장해 AI 전용 데이터센터 구축이 선택이 아닌 필수가 됐다"며 "공급량이 한정된 GPU의 대안으로 LPDDR5나 GDDR6 등을 결합한 자체 AGI칩을 데이터센터 구축에 확대 적용할 것"이라고 밝혔다.

일반적으로 데이터 학습을 위한 고성능 AI 칩에는 고대역폭 메모리(HBM)가 주로 쓰이고, 데이터 추론을 위한 AI 칩에는 GDDR이 사용된다.

최근 텐스토렌트는 GDDR6를 탑재한 가속기 웜홀을 선보이며, GDDR 탑재로 비용 효율성과 성능을 모두 잡았다고 밝혔다.

시장조사기관 옴디아에 따르면 AI 클라우드, 데이터센터 등에 사용되는 추론용 AI 가속기 시장 규모는 2023년 300억 달러(약 40조9300억 원)에서 2029년 1300억 달러(약 177조3900억 원) 이상에 달할 것으로 전망된다.