삼성전자가 지난달 초고화질(UHD급) 영화 2편을 1초 만에 처리할 수 있는 차세대 DDR(Double Data Rate)5 D램을 개발했다는 소식을 내놨어요.
DDR5는 차세대 D램이에요. 현재 쓰이는 DDR4는 최대 256GB(기가바이트) 용량에 최고 전송속도는 3200Mbps 수준이죠. 이번에 개발된 DDR5는 기존의 DDR4보다 2배 이상의 성능을 갖췄어요. 512GB 용량에 전송속도는 7200Mbps로 높인 것이죠.
삼성전자는 우선 16Gb(기가비트) 기반으로 8단 TSV(Through Silicon Via, 실리콘 관통 전극) 기술을 적용해 DDR5 512GB 모듈을 개발했어요. 메모리 용량이야 당연히 '대대(大大익선)'이죠. 특히 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)이 불러온 비대면 시대라 처리해야 할 데이터량은 더욱더 늘고 있다잖아요.
하지만 용량이 커진 만큼 중요한 것은 얼마나 데이터 처리를 빠르게 할 수 있느냐에요. 용량만큼 속도도 중요하다는 거죠. 그러려면 전압이 낮은 상태에서도 고성능 구현이 가능하도록 해야 해요. 그러러면 전자의 누설을 방지하는 절연막도 최적화돼야 해요.
기존 D램 절연막에는 'pSiON(폴리실리콘옥시나이트라이드) 물질이 사용됐어요. 그런데 공정이 미세화하며 트랜지스터 크기가 작아지면서 이 절연막의 두께도 줄어 왔죠. 하지만 두께가 너무 얇아진 나머지 새는 전류가 늘고 신뢰성도 떨어질 수 있다는 문제가 생겼어요.
이를 보완하기 위한 것이 HKMG 구조인데요. pSiON 대신 유전상수 'K'가 큰, 즉 유전율이 높은(High-K) 물질로 절연막을 만들어 대체한 거에요. 두께는 줄이면서 누설전류는 줄여 신뢰성을 확보한 것이죠. 또 새 절연막에 맞도록 기존 폴리실리콘도 메탈 게이트로 바꿨어요.
하지만 이 하이케이 물질과 메탈 게이트의 핵심 소재의 정체는 공개되지 않았어요. 삼성이 가진 핵심기술이어서 이렇게만 불리고 있다고 하네요. 삼성전자는 이 공정을 적용해 DDR5 모듈의 성능이 향상됐고, 전력소모는 13% 감소했다고 설명하고 있죠.
손영수 삼성전자 메모리사업부 상무는 "DDR5 메모리는 자율주행, 스마트시티, 의료산업 등으로 활용 분야가 확대될 고성능 컴퓨터의 발전을 더욱 가속화할 것"이라고 하네요.
