업계 최초로 12 나노급 ‘24Gb GDDR7(Graphics Double Data Rate) D램’ 개발이 완료됐다.

삼성전자가 이번에 업계 최초로 개발한 24Gb GDDR7 D램. 삼성전자 제공

삼성전자는 저전력 고용량을 구현하는 12 나노급 ‘24Gb(기가비트) GDDR7D램’ 개발을 마치고 내년 초 상용화한다고 17일 밝혔다. 12 나노급 공정은 5세대 10 나노급 공정을 의미한다.

‘24Gb GDDR7D램’은 업계 최고 사양을 구현한 제품으로, PC, 게임 콘솔 등 기존 그래픽 D램의 응용처를 넘어 AI 워크스테이션, 데이터센터 등 고성능 제품을 필요로 하는 분야까지 다양하게 활용될 전망이다. 이번 제품은 24Gb의 고용량과 40 Gbps 이상의 속도를 갖췄고 전작인 ‘16Gb GDDR7D램’보다 용량, 성능, 전력 효율이 모두 향상됐다.

삼성전자는 이번 제품에 12 나노급 미세 공정을 적용해 동일한 패키지 크기에 셀 집적도를 높였고 전작 대비 50% 향상된 용량을 구현했다.

또한 ‘PAM3 신호 방식’을 통해 그래픽 D램 중 업계 최고 속도인 40 Gbps를 구현했으며 사용 환경에 따라 최대 42.5 Gbps까지의 성능을 자랑한다. PAM3(Pulse-Amplitude Modulation) 방식은 ‘-1’과 ‘0’ ‘1’로 신호 체계를 구분해 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송한다.

이를 그래픽카드에 탑재하면 최대 초당 1.8TB(테라바이트) 데이터를 처리할 수 있다. 이는 30GB(기가바이트) 용량의 UHD 영화 60편을 1초 만에 처리하는 속도다.

삼성전자는 이번 제품부터 저전력 특성이 중요한 모바일 제품에 적용되는 기술을 도입해 전력 효율을 30% 이상 크게 개선했다고 설명했다. 제품 내 불필요한 전력 소모를 줄이는 ‘Clock 컨트롤 제어 기술’과 ‘전력 이원화 설계’ 등을 통해 제품의 전력 효율을 극대화했다. Clock 컨트롤 제어 기술은 모든 회로에 대해 동작이 필요할 때만 동작하는 방식을 적용해 전력 소모를 줄인다. 전력 이원화 설계란 저속 동작 시 외부 전압을 낮추거나 내부에서 자체적으로 낮은 전압을 만들어 Drain 인가 전압 및 전류 감소를 통해 전력 사용량을 최소화하는 설계 기법이다.

또한 고속 동작 시에도 누설 전류를 최소화하는 ‘파워 게이팅 설계 기법’을 적용해 제품의 동작 안정성도 향상됐다. 파워 게이팅 설계 기법은 누설 전류가 큰 영역에 한해 전류를 제어하는 스위치를 추가하는 설계 기법이다. 삼성전자 메모리사업부 상품기획실 배용철 부사장은 “삼성전자는 지난해 7월 ‘16Gb GDDR7D램’을 개발한데 이어 이번 제품도 업계 최초로 개발에 성공해 그래픽 D램 시장에서의 기술 리더십을 공고히 했다”며 “AI 시장의 빠른 성장에 발맞춰 고용량·고성능 제품을 지속 선보이며 시장을 선도해 나갈 것”이라고 말했다. 삼성전자는 이번 ‘24Gb GDDR7D램’을 연내 주요 GPU 고객사의 차세대 AI 컴퓨팅 시스템에서 검증을 시작해 내년 초 제품을 상용화할 계획이다.