“CXL로 메모리 무한대 탑재”… 삼성전자, 4년 내 ‘메모리 중심 컴퓨팅’ 시대 연다

최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장(상무)이 18일 서울 중구 태평로빌딩에서 열린 '삼성전자 CXL 솔루션 설명회'에서 설명하고 있다./삼성전자 제공

삼성전자가 차세대 메모리 인터페이스 기술인 컴퓨트익스프레스링크(CXL·Compute Express Link)를 발전시켜 오는 2028년에는 데이터센터 서버가 거대한 메모리 풀(pool)을 공유하는 ‘메모리 중심 컴퓨팅’ 시스템 시대를 열겠다는 포부를 드러냈다.

최장석 삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀장(상무)은 18일 서울 중구 태평로빌딩에서 진행된 기자간담회에서 “CXL 기술의 가장 진보된 형태인 CXL 3.1이 발전을 거듭해 2028년 이후에는 다수의 서버가 하나의 메모리 풀을 공유, 효율적으로 데이터를 처리하는 시스템으로 진보할 것”이라고 말했다.

CXL이란 두뇌 격인 중앙처리장치(CPU)와 메모리 반도체 사이의 도로를 기존 2~3차선에서 8차선, 10차선 이상으로 대폭 늘리는 최첨단 인터페이스 기술이다. 기존에는 CPU가 지원하는 메모리 인터페이스에 따라 DDR4, DDR5 등 특정한 규격에 맞는 반도체만 사용할 수 있었다. CXL 기술을 접목하면 종류나 용량, 성능에 관계 없이 어떤 메모리도 탑재할 수 있게 된다. D램 용량을 8~10배 이상 늘리는 것도 가능하며 CXL 3.0 규격에서는 스위치 간 연결을 통해 메모리 탑재량을 무한대로 확장하는 것도 이론적으로 가능하다.

최 상무는 이날 CXL의 메모리 풀링(pooling) 기술이 가져올 이점을 강조했다. 메모리 풀링이란 서버 플랫폼에서 다수의 CXL 메모리를 묶어 거대한 공유 메모리 풀을 만들고, 각각의 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나누어 사용할 수 있는 기술이다.

하나의 거대한 공유 메모리 풀을 다수의 서버, 사용자가 활용하는 이 개념은 앞서 세계적인 데이터센터 기업들이 이론적 수준에서만 제시했던 개념이다. 일각에서는 이를 메모리 중심 컴퓨팅(Memory-Driven Computing)이라고 부르기도 한다. 메모리 중심 컴퓨팅은 CXL과 같은 다수의 메모리 저장장치를 고속의 패브릭(Fabric)으로 수백, 수천개 연결해 거대한 공유 메모리를 구성하는 컴퓨팅 아키텍처를 말한다. 이 공유 메모리 풀을 통해 복수의 컴퓨팅 노드가 각자 데이터를 병렬적으로 처리할 수 있어 컴퓨터의 정보 처리 속도가 비약적으로 높아진다.

최 상무의 설명에 따르면 CPU에서 CXL 전송 방식을 지원하기만 한다면 어떤 종류의 메모리도 CXL 메모리에 탑재해 활용이 가능하다. 이는 결과적으로 메모리 설계 구조, 메모리 종류, 컨트롤러 사양 적용에 대한 완전한 자유도가 생긴다는 의미다. 메모리와 컨트롤러 차별화를 통해 새로운 가치 창출이 가능해진다는 의미도 내포하고 있다.

작년 5월 개발을 완료한 삼성전자의 ‘CXL 2.0 D램’은 업계 최초로 메모리 풀링 기능을 지원한다. 이를 이용하면 CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있어 데이터 전송 병목 현상이 줄어든다. 데이터센터의 경우에도 효율적인 메모리 사용으로 서버 운영비를 절감할 수 있는 장점이 있어 총 소유 비용(TCO·Total Cost of Ownership) 절감도 가능하다.

삼성전자는 현재 메모리 업계에서 CXL 분야 기술력이 가장 앞선 것으로 평가받는다. 지난 2021년 5월 업계 최초 CXL 기반 D램 제품 개발을 시작으로, 업계 최고 용량 512GB CMM-D 개발, 업계 최초 CMM-D 2.0 개발 등에 성공했다. 지난 3월에는 글로벌 반도체 학회 ‘멤콘(MemCon) 2024′에서 CXL 기반 D램인 CMM-D, D램과 낸드를 함께 사용하는 CMM-H(Hybrid), 메모리 풀링 솔루션 CMM-B(Box) 등 다양한 CXL 기반 솔루션을 선보였다.

삼성전자는 CXL 컨소시엄을 결성한 15개 이사회 회원사 중 하나로, 메모리 업체 중 유일하게 이사회 멤버로 선정돼 CXL 기술의 고도화 및 표준화를 위한 역할을 수행하고 있다. 해당 컨소시엄에는 삼성을 비롯해 AMD, 인텔, ARM, HPE, IBM, 메타, 엔비디아, 마이크로소프트(MS) 등이 참여하고 있다.

황민규 기자(durchman@chosunbiz.com)

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