SK하이닉스는 21일 인공지능(AI)용 초고성능 D램 신제품인 'HBM3E' 개발에 성공하고 성능 검증 절차를 진행하기 위해 엔비디아에 시제품 공급을 시작했다고 밝혔습니다. (삼성전자는 현재 HBM 4세대인 HBM3를 일부 고객사에 공급 중입니다.)반도체 업계에서 시제품을 전달했다는 의미는 개발이 마무리됐다는 의미로, 검증을 마치면 양산 준비를 시작하는 단계로 넘어가게 됩니다. 이에 따라 이르면 내년 상반기 본격적인 공급이 시작될 전망이라고 합니다.
HBM은 D램 여러 개를 수직으로 연결해 기존보다 데이터 처리 속도를 끌어올린 제품으로 SK하이닉스가 공급을 눈앞에 둔 HBM3E는 5세대로 분류됩니다.
▶ HBM3E(High Bandwidth Memory 3세대)의 정의
- HBM3E는 High Bandwidth Memory의 3세대 (HBM3)의 에너지 효율성 및 대역폭, 용량 등을 한층 높인 고밀도 고성능 메모리 기술입니다. HBM3E는 HBM3과 비교하여 3.6배 높은 대역폭과 70% 저전력을 구현할 수 있습니다. 이러한 특성으로 HBM3E는 인공지능, 데이터 센터, 블록체인 등의 분야에서 사용될 것으로 기대됩니다. HBM3E는 SK 하이닉스에서 개발한 기술로, SK 하이닉스는 2022년부터 제품 출하가 가능하도록 준비중 이었습니다. 또한, 삼성전자와 SK하이닉스를 비롯한 메모리 제조 업체들은 HBM3E에 대한 기술 개발을 병행하면서, 고객사의 요구에 부응하는 다양한 제품들을 출시할 예정이라고 합니다.
HBM3E는 대규모 데이터 처리 및 분석, 딥러닝 및 기계 학습 등의 인공지능 분야에서 필수적인 기술로 자리 잡을 것으로 기대하고 있습니다. 외부 매체에 따르면, HBM3E는 최대 2,4 Gbps의 초고속 데이터 전송 속도와 최대 16GB의 대용량 메모리 용량을 제공할 것으로 알려져 있습니다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존의 D램보다 데이터 처리 속도를 혁신적으로 끌어올린 고부가가치‧고성능 제품으로서, 5세대인 HBM3E는 기존 4세대인 HBM3의 확장(Extended) 버전이라고 볼 수 있습니다. SK하이닉스는 HBM3E가 AI용 메모리 필수 사양인 속도, 발열 제어, 고객 사용 편의성 등 모든 측면에서 세계 최고 수준을 충족했다고 설명했습니다. 속도 측면에서 초당 최대 1.15TB(테라바이트) 이상의 데이터를 처리할 수 있다고 합니다. 이는 풀HD(FHD)급 영화(5GB) 230편 이상 분량의 데이터를 1초 만에 처리하는 수준이라고 하니, 대단함을 다시한번 느낍니다. 또 공정 측면에서는 ‘어드밴스드 매스리플로우-몰디드언더필(MR-MUF)’ 기술이 특징입니다. 이는 D램을 쌓은 뒤 각 반도체 사이 공간에 회로를 보호하기 위한 액체 형태의 보호제를 주입하고 굳히는 공정이라고 볼 수 있습니다.
SK하이닉스는 그동안 3세대(HBM2E)부터 MR-MUF 기술을 적용해왔는데, 4세대부터는 이를 더 개선한 '어드밴스드' 공정을 HBM 생산에 활용하고 있습니다. 최신 기술을 적용해 제품의 열 방출 성능을 기존보다 10% 향상했으며, MR-MUF는 반도체 칩을 쌓아 올린 뒤 회로를 보호하기 위해 칩과 칩 사이 액체 형태의 보호제를 주입하고 굳히는 공정이라고 보면 됩니다. 기존 공정보다 효율적이고 열 방출에도 굉장히 효과적입니다.
▶ 그렇다면 HBM3E의 성능은?
- HBM3E는 최대 2.4Gbps의 초고속 데이터 전송 속도와 최대 16GB의 대용량 메모리 용량을 제공하는 등 높은 성능을 가지고 있습니다. 이전 세대인 HBM2E보다는 대역폭이 3.6배나 높다는 것이 HBM3E의 가장 큰 특징입니다. 또한, HBM3E는 70% 이상 저전력 소비를 구현하여, 기존의 메모리에 비해 에너지 효율성을 높였습니다. 이러한 성능과 효율성은 인공지능, 빅데이터 분석, 그래픽카드, 데이터센터 및 서버 등의 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 대용량의 데이터를 처리하는 인공지능 분야에서 HBM3E는 높은 대역폭과 용량을 제공하여 처리 속도를 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.
최근에는 HBM3E의 등장으로 인해 미래 메모리 기술 분야가 더욱 진보하고, 높은 성능과 에너지 효율성을 갖춘 메모리 기술들이 더욱 발전할 것으로 예상되고 있습니다.
결론적으로는, HBM3E는 메모리 기술의 한 분야로, 대역폭과 용량 측면에서 기존 메모리에 비해 큰 개선을 이룬 기술입니다. 또한, 저전력 소비가 가능하여, 에너지 효율성도 개선되었습니다. 이러한 특징으로 인해 HBM3E는 인공지능, 데이터 센터, 그래픽 카드, 블록체인 등 다양한 분야에서 사용될 것으로 기대됩니다. 아직 HBM3E를 사용한 제품은 출시되지 않았지만, 제조 업체들이 협력하여 HBM3E를 적용한 제품 개발을 진행하면서, 상용 제품 출시는 금방이라 예상됩니다. HBM3E가 출시되면, 인공지능 등 대용량 데이터 처리를 필요로하는 분야에서 효과적인 성능을 제공할 것으로 예상됩니다.