생각과 삶의 연결 - 5G와 메모리

글로벌 연결의 새로운 시대가 다가왔다. 그 이름은 바로 5G이다. 4G 기술과 마찬가지로 5G는 모바일과 원격 기기를 지원하기 위해 마련된 무선 연결 표준이다. 5G에서는 데이터 전송 속도가 더욱 빠르며 지연 시간이 짧아져 응답성이 높아지며 한 번에 더 많은 센서와 스마트 기기 같은 여러 기기들을 연결할 수 있다. 이들 기기에는 스마트폰과 컴퓨터뿐 아니라 가전제품, 문 잠금장치, 보안 카메라, 자동차, 웨어러블 등이 포함된다. 5G의 속도, 지연 시간, 연결은 세 가지 기술로 구현된다. 초고속이라는 특성은 향상된 모바일 대역폭(eMBB, enhanced Mobile Broadband) 기술의 뒷받침에 힘입어, 4G 연결에서는 4분이 걸리던 15GB 크기의 고해상도 영화를 단 6분 만에 모두 다운로드할 수 있게 한다. eMBB를 사용하는 5G 네트워크는 피크 데이터 전송 속도가 최대 20Gbps(초당 2.5GB의 데이터 전송)에 달한다. 초고신뢰, 저지연 통신(URLLC, Ultra Reliable and Low Latency Communications)은 더 안정적인 네트워크와 연결을 시작하는 데 가장 낮은 수준의 지연 시간을 보장한다. URLLC를 5G와 함께 자율주행 차량에 사용하면 충돌 위험이 있을 때 반응 시간을 단 1밀리초로 단축할 수 있다. 즉, 4G에서는 1미터 간격을 두고 자동차가 멈췄다면 5G에서는 몇 센티미터 거리에서 제동할 수 있다는 뜻이다. 대규모 머신 유형 통신(mMTC, Massive Machine-Type Communications)은 사물 인터넷(IoT) 애플리케이션에 사용할 수 있다. IoT는 전자제품, 소프트웨어, 센서, 작동기 등의 물체를 아우르는 네트워크를 지원하여 이들 물체가 더 효과적으로 연결되고 데이터를 수집 및 교환할 수 있게 한다. 실제로 5G는 1제곱킬로미터 내에서 최대 1백만 개의 기기를 지원함으로써 거의 사람의 개입 없이도 이 모든 기기가 서로 통신하게 할 수 있다. 모바일 트래픽 폭증 관리 5G는 여러 신기술과 함께 사용되어 모바일 트래픽 폭증을 관리하는 데 도움을 준다. 예를 들어 5G는 mmWave 스펙트럼을 활용하여 현재의 프레임워크와 비교할 때 훨씬 더 많은 양의 모바일 트래픽을 처리할 수 있는 작은 셀을 기반으로, 압축된 네트워크를 구축할 수 있게 한다. 삼성전자는 mmWave로 확대되고 빔 형성, 반송파 결합, 대량 다중 입력 및 다중 출력(MIMO)으로 강화된 표준 5G 스펙트럼과 호환되는 5G 애플리케이션을 탐색하고 있다. 대량 MIMO는 특히 중요성이 클 것이다. 이 기술은 신호마다 별도의 안테나를 사용하여 하나 이상의 데이터 신호를 같은 무선 채널을 통해 동시에 전송하고 수신할 수 있는 무선 네트워크를 가능하게 한다. 따라서 MIMO 네트워크는 스펙트럼을 확대하지 않고도 무선 연결의 용량을 늘려준다. 모바일 데이터 트래픽의 엄청난 증가로 인해 메모리 수요에도 직접적인 영향이 있게 된다. 고해상도 4K 스마트폰, 고성능 가상 현실(VR) 기기, 고해상도 비디오, 자율주행 차량, 수십, 수백억 개의 사물 인터넷(IoT) 기기, 원격 의료 등의 애플리케이션에 필요한 5G 베이스밴드의 급증하는 요구 사항을 지원하기 위해 5G 네트워크에는 훨씬 더 많은 통신 서버와 기지국이 필요하다. 그뿐 아니라 5G는 데이터 센터 요구 증가, 유선 네트워크 용량, 모바일 스토리지, IoT를 위한 새로운 터미널 연결, 자율주행 차량으로 인해 데이터 트래픽이 늘어남으로써 메모리 제품에 직접적인 영향을 미칠 것이다. 신기술과 더 큰 메모리 용량을 바탕으로 하는 모바일 우선주의(Mobile First), 즉 데스크톱보다 스마트폰, 태블릿, 모바일 기기용 제품 개발을 우선시하는 동향은 제조업체가 모바일 트래픽의 꾸준한 증가에 발맞춰 나가는 데에 도움이 될 것이다. 4G에서 5G 네트워크로 향상된 메모리 용량은 5G 네트워크의 디자인과 구현에 있어 핵심 부분을 차지한다. 4G와 달리 5G 기술은 클라우드 기반 또는 가상 무선 액세스 네트워크(RAN, virtual Radio Access Networks)의 이점을 활용하도록 설계된다. RAN 기술을 사용하면 기업과 서비스 제공업체가 직접 중앙화된 네트워크를 설정할 수 있다. 네트워크 엣지에서 차세대 네트워크는 새로운 무선 주파수를 활용하는 무선 인터페이스를 구현한다. 이에 따라 기능이 무선 액세스 유닛과 중앙 유닛으로 분리된 기존의 기지국은 대부분 사라질 것이다. 이렇게 다양한 네트워크 기능은 대부분의 첨단 4G 네트워크에서 소프트웨어 가상화로의 변화를 겪고 있으며, 네트워크 기능 가상화(NFV, Network Function Virtualization)가 5G 네트워크의 표준 구성 요소가 될 것이다. 이런 변화의 영향을 가장 많이 받는 것은 핵심망(Core Network)이 될 것이며, 수요를 충족하기 위해 다양한 리소스의 규모를 축소 또는 확대하는 동시에, 실시간 네트워크 사용량, 인프라 중단, 새로운 서비스 구축에 따라 자체 아키텍처를 조정할 수 있게 된다. 실제로 앞으로의 5G 네트워크는 연결 제공 능력보다는 지원하는 다양한 서비스로 정의될 것이다. 이 모든 기능을 위해서는 네트워크 전체의 구성 요소에서 메모리의 용량이 매우 커져야 한다. 5G 메모리의 새로운 발전 5G 네트워크의 첨단 메모리에 대한 요구를 충족하기 위해 삼성전자는 제품군을 확대하고 있다. 삼성전자의 HBM2 메모리는 1024 입출력(I/O)과 초당 1테라바이트(TB/s)의 시스템 메모리 대역폭을 256Gbps의 속도로 지원함으로써 다양한 데이터 집약적 하이엔드 컴퓨팅 에플리케이션에서 시장의 커지는 요구를 충족하는 데 도움을 준다. 시장의 요구에는 인공지능(AI), 고성능 컴퓨팅(HPC), 첨단 그래픽, 네트워크 시스템, 엔터프라이즈 서버가 포함된다. 또한 마이크로 패키징 제품에 탑재된 삼성전자의 고용량 LPDDR5 및 LPDDR4x는 세계 최초의 512기가바이트(GB) 범용 플래시 스토리지(UFS) 플래시 메모리와 함께 사용이 가능하다. 이렇게 혁신적인 제품은 V-NAND 레이어 스택 기술과 전력 효율이 좋은 저전압 차등 시그널링(LVDS, Low Voltage Differential Signaling), 880MB/s의 순차적 읽기 속도로 무장하여 스마트폰과 자동차 부품, 카메라, 게임을 비롯한 AI 기반 모바일 애플리케이션에 새로운 표준을 제시한다. 보다 빠른 네트워크 스피드를 바탕으로 자연스럽게 데이터의 볼륨이 커지면서 더 큰 스토리지에 대한 수요 또한 높아진다. 따라서 삼성전자는 차세대 데이터 센터와 엔터프라이즈 서버 시스템에 강력한 SSD를 제공한다. 새로 출시된 8TB NVMe NF1 SSD는 데이터 집약적인 분석과 가상화 애플리케이션에 최적화되어 있다. 이 SSD는 삼성전자의 512GB NAND 패키지 16개로 만들어졌으며 각 패키지에는 256GB의 3비트 V-NAND 칩 레이어 16개가 스택되어 있어 11x3.05cm라는 아주 작은 공간에서 8TB의 용량을 제공한다. 5G의 실현을 위해 삼성전자는 5G가 셀 용량에 역사적인 발전을 가져오고 사용자 데이터 속도를 높여 미래의 늘어난 트래픽 요구를 충족할 것이라고 믿는다. 삼성전자는 이미 5G 메모리 제품의 핵심 특허를 보유한 선두 주자이다. 점점 더 많은 전 세계의 제조업체, 서비스 제공업체와 협력하면서 삼성전자는 계속해서 메모리 기술의 지경을 넓힐 것이며 지금은 물론 미래에도 온 세상이 5G의 모든 잠재력을 누릴 수 있도록 도울 것이다.