"포스트 HBM 시대 개막" 삼성·SK, 'CXL' 주도권 본격화

인텔, CXL 2.0 지원 '제온6' CPU 출시

메모리 용량 2배 늘려 AI 시대 최적화

고객사 테스트 진행하며 상용화 속도

차세대 HBM으로 평가받는 CXL을 두고 삼성전자와 SK하이닉스가 경쟁 중이다. 그래픽=이찬희 기자

미국 인텔이 CXL(Compute Express Link : 컴퓨트 익스프레스 링크) 2.0을 지원하는 CPU(중앙처리장치)를 공식 출시했다. CXL은 AI(인공지능)로 메모리 사용량이 높아지면서 포스트 HBM(고대역폭 메모리)으로 평가되는 차세대 메모리 솔루션이다. 삼성전자와 SK하이닉스는 'CXL 2.0' 시대에 맞춰 기술개발은 물론 글로벌 오픈소스와 CXL 인프라를 구축하고 있다.

25일(한국시간) 인텔은 최신 AI 칩 '가우디3'를 선보이면서 서버용 CPU '제온6'도 함께 출시한다고 밝혔다. '제온6'는 메모리 대역폭이 2배 늘어나고 모든 코어에 AI 가속 기능이 내장돼 있어 데이터센터, 클라우드 환경까지 AI의 성능 요구 사항을 충족하도록 설계돼 있다. 또 이전 제품보다 2배 높은 성능을 제공할 수 있다는 게 인텔의 설명이다.

인텔의 신규 서버용 CPU 제온6. 사진=인텔 제공

CXL은 CPU, GPU(그래픽저장장치), 메모리 등 컴퓨팅 시스템을 효율적으로 묶어 PCle(디바이스 간 고속 데이터통신을 위한 IP) 기반의 차세대 인터페이스를 뜻한다. 인터페이스는 정보나 신호를 주고받을 수 있도록 하는 일종의 매개체인데 칩마다 인터페이스가 제각각이라 효율적 연결이 어려웠다. 하지만 CXL을 활용하면 통신규약과 여러 가지 프로토콜을 하나로 통합할 수 있어 시스템 연산 속도, 데이터 처리 속도 등을 끌어올릴 수 있다.

또 기존의 컴퓨팅 시스템에 사용되는 CPU는 1개당 최대 16개의 D램이 사용되나 CXL을 활용하면 메모리 용량을 2배 이상 키울 수 있다. 데이터센터나 서버 용량을 확장하기 위해 서버를 추가 증설해야 했으나 기존 서버에서 SSD(대용량 저장 장치)를 꽂던 자리에 꽂아 사용하면 편리하게 용량을 확장할 수 있는 것이다.

CXL 2.0은 CXL 1.1과 다르게 메모리 풀링까지 지원한다. 메모리 풀링은 서버 플랫폼에서 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 풀을 만들고 CPU, GPU 등 여러 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나눠 사용할 수 있는 기능이다.

앞서 지난 7월 CXL 기술 브리핑을 진행한 최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장 상무는 "메모리 용량을 늘리려면 서버 한 대를 또 구매해야 하지만 메모리를 확장할 수 있는 CXL은 도로를 넓혀 메모리 용량을 더 붙일 수 있는 장점이 있다"고 설명했다.

인텔이 CXL 생태계 확장에 있어 중요한 이유는 CPU 시장을 장악하고 있어서다. 시장조사기관 머큐리 리서치(Mercury Research)에 따르면 인텔은 제온을 앞세워 지난 2021년 1분기 서버용 CPU 시장에서 91%의 점유율을 기록했다. 경쟁사인 AMD가 거세게 추격하고 있으나 여전히 이 시장에서 70%대의 점유율을 유지 중이다.

2019년 CXL 컨소시엄 이사회 초기 멤버사 중 하나인 삼성전자는 2021년 5월 업계 최초 CXL 기반 D램 제품을 개발했고 업계 최고 용량 512GB(기가바이트) CMM(CXL Memory Module-DRAM)-D, 업계 최초 CMM-D 2.0에 이어 낸드도 함께 사용하는 CMM-H(하이브리드) 등을 줄줄이 선보인 바 있다.

삼성전자 CMM-H. 사진=삼성전자 제공

지난 6월에는 업계 최초로 글로벌 오픈소스 레드햇(Red Hat)이 인증한 CXL 인프라를 구축했다고 밝혔다. 이로 인해 고객들과 개발단계부터 제품 최적화를 진행해 맞춤 솔루션을 제공할 수 있게 됐고 인증 제품을 사용하는 고객들은 레드햇으로부터 유지·보수 서비스를 받을 수 있다.

SK하이닉스는 2022년 8월 DDR5 D램 기반 첫 96GB CXL 메모리 솔루션 샘플을 개발했고 ▲CXL 2.0 E3.S 메모리 확장 솔루션 ▲CXL 풀드 메모리 솔루션 ▲CMS(Computational Memory Solution) 2.0 등 3가지 솔루션으로 AI 메모리 시장을 공략하고 있다. 지난해 11월에는 풀링 기능을 적용한 '나이아가라(Niagara) CXL' 분리형 메모리 솔루션 시제품도 공개했고 올해 5월 미국 캘리포니아주에서 열린 'CXL DEVCON'에 참가해 직접 전시하기도 했다. 또 연말까지 96GB, 128GB 용량의 CXL 2.0 메모리 양산을 준비 중이다.

세계 최대 오픈소스 운영체제인 리눅스(Linux)에는 CXL 메모리 구동을 최적화해주는 소프트웨어인 'HMSDK'의 주요 기능을 탑재했다. SK하이닉스는 CXL 메모리를 이용하면 회사 기술을 업계 표준으로 삼게 돼 글로벌 협력을 해나가는 데 있어 유리한 입지를 점하게 될 것으로 기대하고 있다.