2026년 CXL 앞세운 AI '변곡점' 온다…반도체 업계 대응 분주

메모리 중심 컴퓨팅 (출처:HPE, 하이투자증권)

반도체 업계가 '컴퓨트익스프레스링크(CXL)' 시장 쟁탈전에 뛰어들었다. CXL은 중앙처리장치(CPU)·그래픽처리장치(GPU)와 메모리를 연결하는 차세대 인터페이스로, 인공지능(AI) 컴퓨팅 성능을 대폭 끌어올릴 방법론으로 급부상했다. 시장 개화가 임박하면서 주도권을 쥐려는 업체 간 기술 경쟁이 본격화하는 양상이다.

업계에 따르면, 국내 대표 메모리 제조사는 올 하반기 CXL 신제품을 앞세워 AI 서버 시장 공략에 나선다. 삼성전자는 연내 CXL 2.0 기반 256GB CMM-D를 양산할 계획이다. 지난 2022년 세계 최초로 CXL 1.1 기반 CXL D램을 개발한데 이어 지난해 CXL 2.0을 지원하는 128GB CMM-D를 선보였다. 양산 체제로 빠르게 전환, AI 시장에서 영향력을 확대할 것으로 분석된다. SK하이닉스도 96GB, 128GB CXL 2.0 메모리 솔루션 제품을 올 하반기 상용화할 계획이다.

팹리스 업계의 움직임도 분주하다. 파네시아는 내년 하반기 CXL 스위치를 고객사에 공급할 예정이다. CXL 스위치는 CPU·GPU와 메모리 간 가교 역할을 담당하는 반도체로, CXL 기반 AI 컴퓨팅 환경의 핵심 요소로 손꼽힌다. 파두 자회사 이음도 2026년 양산을 목표로, CXL 스위치를 개발하고 있다.

국내 반도체 업계의 행보는 AI 확산에 따른 CXL 수요에 대응하기 위해서다. CXL이 고대역폭메모리(HBM)와 함께 서버·데이터센터 등 AI 인프라의 핵심 기술로 자리매김할 것이라 기대감이 크다.

서버 시스템은 CPU를 D램과 솔리드스테이트드라이브(SSD)와 같은 저장장치에 직접 연결하는 구조다. AI 서버가 급부상하면서 보다 많은 컴퓨팅 자원을 연결해야하는 필요가 생겼지만, 기존 구조로는 한계가 있었다. CPU 중심의 컴퓨팅 구조와 각종 규격 때문에 확장에 한계가 있어서다.

CXL 메모리 속도(출처:삼성전자, 하이투자증권)

CXL은 CPU·GPU에 직접 연결된 메모리 뿐 아니라 다른 서버의 자원까지 공유해 성능을 극대화할 수 있다. 일종의 '메모리 중심 컴퓨팅'으로, 특정 CPU·GPU가 여러 메모리 자원을 한번에 활용할 수 있게 한다. 이미 구축된 메모리를 '풀(Pool)'로 구성해 대용량 자원에 쉽게 연결할 수 있는 기술이 CXL의 핵심이다.

용량과 대역폭을 크게 늘릴 수 있어 막대한 데이터를 처리해야하는 AI 서버에 유리하다. CXL 기반 메모리는 기존 PCIe 슬롯을 쓰기 때문에 호환성도 높다.

CXL의 효용성은 업계에서 공감하고 있지만, 시장 확산은 더뎠다. CXL 메모리는 이미 등장했지만, 이를 지원할 프로세서, 즉 CPU와 GPU가 부재했기 때문이다. 그러나 이 또한 올해를 기점으로 대대적이 변화가 이뤄진다는 것이 업계 중론이다. 인텔이 CXL 2.0을 지원하는 CPU를 올 하반기 출시 예정이기 때문이다.

CXL.캐시 등을 활용, 보다 다각화된 컴퓨터 자원 연결이 가능한 CXL 3.1은 지원 CPU가 2026년 등장할 것으로 관측된다. 사실상 CXL 3.1부터는 스위치를 통해 다양한 프로세서와 메모리를 무한대로 붙일 수 있다. 반도체 업계가 2026년을 CXL 시장의 변곡점으로 주목하는 이유다. 시장조사업체 욜은 세계 CXL 시장 규모가 지난해 1400만달러(약 190억원)에서 2028년 160억달러(약 21조7488억원)로 예상했다.

반도체 업계 관계자는 “HBM에 이어 CXL 주도권을 누가 쥐느냐에 따라 AI 시장 성패가 결정될 것이란 전망이 나온다”며 “업계가 발 빠르게 대응하는 것도 성장 잠재력이 큰 시장을 두고 선제적으로 경쟁 우위를 확보하기 위한 것”이라고 분석했다.

CXL 1.1과 CXL 2.0 차이. CXL 2.0부터는 CXL 스위치를 사용해 CXL 기반 CMM-D 등을 하나로 묶어 서버 내 프로세서에 효율적으로 메모리를 분배할 수 있다. (출처:삼성전자)

박진형 기자 jin@etnews.com

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