세계 메모리반도체 시장을 장악하고 있는 삼성전자와 SK하이닉스가 나란히 세계 최초 제품들을 선보이며 다시 한번 앞선 기술력을 과시했다.
삼성전자는 21일 세계 최초로 20나노 8기가비트(Gb) DDR4(Double Data Rate 4) 서버 D램 양산에 성공했다. 이에따라 삼성전자는 PC용 4기가, 모바일용 6기가, 서버용 8기가 등 응용제품 별로 차별화된 솔루션을 제공할 수 있게 됐다.
SK하이닉스는 D램과 낸드플래시의 특성을 결합해 데이터 안정성을 높인 최대용량 하이브리드 D램을 개발했다. 빅데이터 시대를 맞아 서버 등 분야에서 각광을 받을 것으로 보인다.
◇삼성전자, 20나노 풀 라인업 구축
삼성전자가 양산에 들어간 20나노 8Gb DDR4 서버 D램은 올 하반기 DDR4 전용서버 CPU 출시에 맞춘 차세대 제품이다. 프리미엄 서버시장에서 기존 DDR3에서 DDR4로의 전환을 주도할 것으로 예상되고 있다.
삼성전자는 지난 3월 세계 최초로 20나노 PC용 D램 양산에 성공한 이후 현재까지도 유일하게 20나노 제품을 양산하고 있다. 지난 9월 모바일 D램에 이어 이번에 서버용 D램에도 20나노 공정을 적용하며 '20나노 D램 시대'를 주도할 풀 라인업을 구축했다.
20나노 8Gb D램 기반의 DDR4 서버용 모듈 제품은 기존 DDR3 기반의 모듈보다 약 30% 빠른 2400Mbps의 고성능을 구현한다. 반면 동작 전압은 1.2볼트(V)로 DDR3의 1.5볼트보다 낮다.
또 기존 4Gb 제품 기반으로는 최대 64 기가바이트(GB) 용량의 모듈만 가능하지만, 이번 제품과 지난 8월 삼성전자가 세계 최초로 양산을 시작한 TSV기술을 통해 최대 128GB의 모듈을 공급할 수 있다.
※ TSV(실리콘관통전극, Through Silicon Via) : 상단 칩과 하단 칩에 구멍을 뚫어 이를 수직 관통하는 전극을 연결하는 첨단 패키징 기술, 기존 방식(와이어)에 비해 속도, 소비전력을 개선할 수 있음. (관련기사: 삼성전자, 세계 최초 3차원 적층 DDR4 D램 모듈 양산)
삼성전자 메모리사업부 마케팅팀 백지호 상무는 "이번 제품은 차세대 서버 시스템 구축을 위한 3가지 필요요소인 '고성능, 고용량, 저전력' 특성을 모두 만족시켰다"고 강조했다.
삼성전자는 향후 PC용은 생산 효율이 높은 4Gb, 모바일용은 패키지 크기를 줄이면서 칩의 적층 수를 줄일 수 있는 6Gb, 서버용은 고용량의 8Gb D램 등 응용처에 따라 최적화된 제품을 통해 대응할 계획이다.
◇SK하이닉스, '하이브리드' D램 모듈 개발
SK하이닉스는 20나노급 4Gb DDR4를 기반으로 NVDIMM(Non Volatile Dual In-line Memory Module: 비휘발성 메모리 모듈) 기준 최대용량인 16GB 제품을 세계 최초로 개발했다.
※NVDIMM(Non Volatile Dual In-line Memory Module: 비휘발성 메모리 모듈) : 외부 전력을 이용해 비정상적인 전원 손실 상황에서 D램의 데이터를 낸드 플래시로 안전하게 백업한다. 전원이 다시 정상화됐을 때 D램으로 다시 복구하게 된다. 보조 전원장치로 슈퍼 커패시터(Super Capacitor: 초고용량 축전지)를 사용한다.
이 제품은 기존 DDR4 모듈과 같은 성능을 구현하면서도 한 모듈에 D램, D램 두 배 용량의 낸드플래시 및 모듈 컨트롤러를 결합해 구성했다. 예상치 못한 전원 손실이 발생하는 경우에도 D램의 데이터를 비휘발성 반도체인 낸드플래시로 전송, 데이터를 안전하게 저장 및 복구할 수 있는 것이 특징이다. 동작전압 1.2V에서 2133Mbps의 속도를 구현했으며, 64개의 정보입출구(I/O)를 가진 모듈을 통해 초당 17GB의 데이터를 처리할 수 있다.
SK하이닉스는 최근 주요 고객에 샘플을 제공했으며, 서버·운영체제 개발업체들로부터 해당 제품에 대한 관심이 증가하고 있다고 밝혔다. 최근 폭발적으로 증가하는 빅데이터 처리 솔루션에 있어 새로운 시장을 창출할 것이란 설명이다. 이 제품은 내년 상반기부터 본격 양산돼 한 차원 높은 데이터 안정성을 필요로 하는 고객들에게 특화된 솔루션으로 제공될 계획이다.
SK하이닉스 DRAM개발본부장 홍성주 전무는 “이 제품은 새로운 메모리 솔루션 시장을 선도한다는 데 의의가 있다”며 “향후에도 하이브리드(Hybrid) 모듈을 지속 개발해 서버용 메모리 시장에서 기술 리더십을 강화할 것”이라고 밝혔다.
SK하이닉스는 DDR4 업계 최대 용량인 8Gb 단품을 바탕으로 지난 4월 세계 최대 용량인 128GB DDR4 모듈을 개발한 바 있다. 최근 ‘인텔 인증(Intel Validation)’에서 DDR4 모듈 부문에서는 유일하게 64GB 제품 인증을 완료하는 등 차세대 고용량 서버용 DDR4 시장을 선도하고 있다.
한편 DDR4는 2015년부터 시장이 본격화돼 2016년 이후에는 시장 주력 제품이 될 것으로 예상된다.
시장조사기관 가트너(Gartner)에 따르면 서버용 D램 시장은 모바일 환경 확대에 따라 올해부터 2018년까지 연평균 37%(수량 기준)에 이르는 고성장을 이어갈 전망이다.
IHS테크놀로지(IHS Technology)에 따르면 D램 모듈 시장에서 서버 부문이 차지하는 비중(수량 기준) 역시 올해 33%에서 내년 41%로 늘어나며 2018년에는 62%에 이를 것으로 예상되고 있다.
