“HBM4만? 더 있잖아” 머리 맞댄 삼성전자·엔비디아

삼성 “GDDR7, 소캠2도 공급 협의 중”
‘게임체인저’ HBM4도 양산 준비 완료

엔비디아 HBM3E(고대역폭메모리 5세대) 공급망 진입을 공식화한 삼성전자가 엔비디아와 머리를 맞대고 있다. 공급 협의 대상엔 HBM3E 다음 세대인 HBM4(6세대)와 함께 삼성이 업계 최초로 개발한 고성능 그래픽 D램 ‘GDDR7’, 차세대 저전력 메모리 모듈 ‘소캠2’까지 포함됐다.

삼성전자는 31일 양사의 이같은 협의 내용을 밝히며 “글로벌 인공지능(AI) 생태계에서 삼성전자와 엔비디아의 위상을 더 공고히 할 계획”이라고 밝혔다.

젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)와 이재용 삼성전자 회장이 30일 서울 강남구 코엑스에서 열린 엔비디아 지포스 게이머 페스티벌에서 어깨동무를 하고 있다. 뉴시스

삼성전자는 “이미 공급 중인 메모리 제품뿐만 아니라 성능과 에너지 효율을 대폭 향상한 HBM4 공급을 엔비디아와 긴밀하게 협의 중”이라고 밝혔다. 

HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 AI 학습 및 추론 과정에서 대규모 데이터를 초고속으로 처리하는 메모리 기술이다. 엔비디아의 주력 제품인 그래픽저장장치(GPU)의 연산 효율을 극대화하고, AI 반도체 성능을 좌우하는 핵심 부품으로 사용된다. HBM3E와 HBM4는 각각 5세대, 6세대 HBM으로 데이터 전송 속도와 효율을 획기적으로 개선해 대규모 AI 모델 학습과 고성능 컴퓨팅 환경에 최적화된 메모리 솔루션이다. 

SK하이닉스에 HBM3E 시장을 내줬던 삼성전자는 전날 3분기 확정 실적 발표에서 엔비디아에 HBM3E 제품을 공급 중인 사실을 밝히며 SK하이닉스와의 진검 승부를 예고했다.

업계에선 HBM4가 AI 메모리 패권 경쟁의 본선 무대가 될 것으로 내다본다. 빅테크들의 최신 AI 칩에 대거 탑재되는 데다 기존 제품보다 성능도 월등히 좋아지는 만큼 HBM 시장 구도를 크게 뒤흔들 게임체인저가 될 것이라는 관측이다.

삼성전자는 “HBM4에서 10나노급 6세대(1c) D램 기반에 4나노 로직 공정을 적용해 고객 요구를 상회하는 11Gbps(초당 기가비트) 이상의 성능을 구현했다”고 밝혔다. 11Gbps는 국제반도체표준협의기구에서 정한 HBM4의 입출력 속도를 크게 상회한다.

특히 1c 공정을 적용한 것은 삼성전자가 업계 최초다. SK하이닉스와 미국 마이크론은 1c 이전 세대인 10나노급 5세대(1b) 공정 D램으로 HBM4를 생산한다. 10나노급 D램 공정 기술은 ‘1x(1세대)·1y(2세대)·1z(3세대)·1a(4세대)·1b(5세대)·1c(6세대)’ 순으로 개발되는데, 세대가 높아질수록 회로 선폭이 좁아지면서 공정 난도가 기하급수적으로 올라가는 대신 용량과 성능이 향상된다. SK하이닉스와 마이크론은 이미 HBM3E에서 안정성 검증이 끝난 1b 공정으로 HBM4를 생산하는 반면, 삼성전자는 보다 높은 성능을 내기 위해 1c를 도입하는 승부수를 던진 셈이다.

이재용 삼성전자 회장과 젠슨 황 엔비디아 최고경영자(CEO)가 30일 오후 서울 강남구 코엑스에서 열리는 엔비디아 그래픽카드(GPU) '지포스'의 한국 출시 25주년 행사에 참석하기 위해 이동하고 있다. 공동취재

삼성전자는 “급격하게 증가 중인 HBM4 수요에 차질 없이 대응하기 위해 선제적으로 설비 투자를 진행할 예정”이라고 밝혔다. 삼성전자는 이와 관련 전날 3분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 “내년 HBM 생산 계획분에 대한 고객 수요를 이미 확보했다”면서도 “추가적 고객 수요가 지속 접수되고 있어 HBM 증산 가능성에 대해 내부 검토 중”이라고 설명했다. 삼성전자는 내년 HBM 판매량이 2.5배 이상 증가할 것으로 내다보고 있다.

HBM 외에도 GDDR7, 소캠2의 엔비디아 공급 협의도 현재 진행형이다. 

GDDR7은 고사양 그래픽 기능 구현에 특화된 D램이다. 그간 그래픽 D램은 PC·게임 콘솔같이 게임용으로 주로 쓰였지만 최근엔 AI 학습 등 다양한 AI 분야에서 활용될 것으로 기대를 모으고 있다. 삼성전자는 지난해 10월 업계 최초로 12나노급 24Gb GDDR7 D램 개발을 완료했고, 고객사 검증을 거쳐 내년 초 제품을 상용화할 계획을 밝힌 바 있다.

소캠은 엔비디아의 요구에 따라 만들어진 차세대 메모리 모듈이다. 엔비디아가 내년에 출시할 중앙처리장치(CPU) ‘베라’에 소캠2를 탑재할 것으로 전해지면서 메모리 3사는 일제히 소캠2를 ‘차세대 HBM’으로 양산을 준비 중이다. 

이동수 기자 [e-mail]