[CES 2026 혁신상 수상작] PM9E1 M.2 22x42: 초소형·고성능의 AI 최적화 PCIe Gen5 NVMe SSD

올해 삼성전자 반도체 부문에서는 총 7개의 CES 혁신상을 수상하며, 반도체 기술이 단순한 부품의 기능을 넘어 우리의 일상과 산업을 혁신하는 데 있어 중요한 역할을 하고 있음을 입증했다. 그 중 Computer Hardware & Components 부문에서 수상한 PM9E1 M.2 22x42 제품은 초소형 사이즈에 전례 없는 용량과 성능을 구현하여 그 혁신성을 인정받았다.

이러한 혁신을 이루어낸 주역들, 상품기획팀의 선창우 PL, 최승호 님, 솔루션개발팀의 윤선기 TL과 김기중 PTL을 만나보았다.

Q. CES 2026 혁신상을 수상한 PM9E1 M.2 22x42 제품에 대해 간략한 소개 부탁드립니다.

선창우 PL: 삼성전자의 PM9E1 M.2 22x42는 세계 최초로 AI에 최적화된 초소형 M.2 폼팩터 기반의 PCIe Gen5 NVMe SSD로, 획기적인 성능과 공간 효율성을 자랑하는 스토리지입니다. 프리미엄 게임, 차세대 온디바이스 AI 및 고급 컴퓨팅을 위해 설계된 PM9E1은 최대 14.5GB/s 및 12.6GB/s의 업계 최고 수준의 순차 읽기/쓰기 속도를 제공합니다. 또한 이 크기에서는 전례 없는 최대 4TB의 용량을 제공하여 공간 제약이 있는 컴퓨팅 시스템에서도 성능에 대한 타협 없이 적용될 수 있습니다.

Q. 수많은 경쟁 SSD 제품들 가운데, PM9E1 M.2 22x42 제품이 가장 우수하다고 인정 받을 수 있었던 기술적인 차별점이나 혁신 포인트는 무엇이 있을까요?

최승호 님: 이번에 수상한 PM9E1 제품은 SSD 중 최초로 컴팩트한 M.2 22x42mm 폼팩터에 양면 SSD 설계를 적용하였습니다. 드라이브의 양쪽 면에 V8 NAND와 DRAM 메모리를 전략적으로 배치하여 최대 4TB의 고용량을 달성할 수 있었습니다. 삼성전자의 혁신적인 설계 기술로, 이 정도 초소형 크기에서는 구현이 어려운 수준의 고용량을 달성하였기 때문에 이러한 점을 높이 평가 받은 것 같습니다.

또한 PM9E1 제품은 용량뿐 아니라, 속도 역시 타협 없이 획기적인 성능을 제공하면서도 50% 가량 향상된 전력 효율성까지 확보함으로써 공간 제약이 까다로운 AI PC나 고성능 랩탑 등에 최적화되었습니다. 이러한 점에서 PM9E1 제품은 기술적 우수성과 실용성을 모두 입증하며 수상작으로 선정될 수 있었던 것 같습니다.

Q. 혁신적인 제품인 만큼, 개발 중에는 많은 어려움을 겪으셨을 것으로 생각됩니다. 기억에 남는 점이 있을까요?

윤선기 TL: Client PC Performance향 고용량 SSD의 경우 NAND 패키지 외 DRAM 등의 소자가 추가적으로 필요합니다. 이 때 M.2 폼팩터의 22x42 규격은 공간이 매우 협소하기 때문에 일반적으로는 M.2 폼팩터, 22x80 규격의 단면 제품으로만 대응할 수 있었습니다. 그럼에도 불구하고, Solution 개발팀장님, 상무님 이하의 실무자들은 고객의 디바이스 설계 자유도를 높일 수 있는 초소형 폼팩터 기반의 AI PC용 고용량 PCIe Gen5 제품을 제공하고자 하는 강한 의지를 가지고 있었습니다. 이에, NAND V9부터 적용 예정이었던 소형 NAND 패키지를 V8에도 적용하는 것으로 방향성을 잡았고, 패키지 개발팀과의 적극적인 협업을 통해 개발에 착수할 수 있었습니다.

소형 폼팩터의 공간 제약으로 인해 NAND, DRAM, 컨트롤러까지 많은 부품을 작은 PCB의 양면에 배치해야 했습니다. 이로 인해 PCB 설계 제약은 물론, BOM¹⁾ 축소, 발열 관리, 기계환경신뢰성 관리 등의 까다로운 문제가 이어졌습니다. 촉박한 개발 일정에 맞추어 이러한 어려움을 해결하고 최고의 제품으로 대응하기 위하여 설 연휴도 반납하고 팀 전체가 하나 되어 개발에 몰두했던 때가 기억에 남습니다.

Q. 목표를 달성하기 위해 여러 문제를 해결해야 했던 만큼 여러 부서의 긴밀한 협력이 이루어졌을 것 같습니다.

김기중 PTL: 윤 TL님께서 설 연휴도 마다하지 않고 원 팀으로 대응한 부분을 말씀해주셨는데요, PM9E1은 기존 개발기간 대비 약 2.5개월이나 단축했기 때문에 그 과정은 매우 힘들었지만, 그만큼 과제에 참여하신 모든 분들에게는 기억에 남고 애착이 많이 가는 제품일 것 같습니다. 까다로웠던 개발 과정뿐 아니라, AI PC 분야에서도 삼성의 SSD 기술 리더십을 확고히 해보자는 모두의 강한 의지로 탄생한 제품이기에 더욱 그런 것 같습니다.

개발 당시 Project TL(PTL)로 참여하였는데요, 여러 기술적 난제가 있었지만 당초 목표를 달성하기 위해 패키지 개발, 기획, 품질, 생산 등 다양한 유관 부서가 마치 하나의 조직처럼 긴밀히 협력했습니다. 팀장님들의 빠른 의사결정과 실무자들의 즉각적인 대응 등 각 분야의 전문가들이 문제 해결을 위해 신속히 의견을 공유했던 덕분에 프로젝트 전체가 유기적으로 움직일 수 있었습니다. 특히 솔루션 개발실은 실장님의 아낌없는 지원 덕분에 업무에 더욱 몰입할 수 있었습니다. 이러한 적극적인 리더십과 조직 간 협업 덕분에 세계 최초의 초소형·고용량 SSD 구조를 구현하고 AI 워크로드에 최적화된 설계를 단기간 내 완성할 수 있었다고 생각합니다.

그 결과, 고객은 대규모 AI 모델의 빠른 로딩, 안정적인 데이터 처리 그리고 보다 쾌적한 사용자 경험이라는 실질적 가치를 얻을 수 있게 되었습니다. 무엇보다 초소형 크기의 고용량 SSD라는 점은 고객사의 PC 플랫폼 설계 자유도를 크게 높였습니다.

이처럼 이번 프로젝트는 기술력뿐 아니라 조직 간 소통과 협업 그리고 빠른 의사 결정이 이루어낸 성과라 생각합니다.

Q. 집약적으로 설계된 만큼 방열이나 내구성을 강화하기 위한 설계 역시 까다로웠을 것 같은데요.

김기중 PTL: 네 맞습니다. PM9E1의 경우 초소형 크기에 NAND, DRAM, PMIC 등과 같이 많은 컴포넌트들이 배치되다 보니, 방열 설계가 무엇보다 중요하였습니다.

아무래도 요즘에는 기업과 개개인들이 많은 데이터를 다루다 보니, 메모리가 처리해야하는 데이터량 역시 압도적이고, 발열 역시 많을 수 밖에 없는데요. PM9E1 은 이러한 대량의 데이터를 처리하는 과정에서 발생하는 발열을 극복하고 안정성을 유지하기 위해, 먼저 모사 샘플을 제작 후 열 분포도를 세밀하게 예측하였습니다. 예측된 열 분포를 바탕으로, 발열이 영향이 미칠 수 있는 BOM 구성 요소와 각 컴포넌트의 Power Rail²⁾ 등을 고려한 최적의 하드웨어 구조를 설계하였습니다. 

또한 발열 시 각 컴포넌트의 성능 저하뿐 아니라 TC(Temperature Cycle) 같은 기계적인 신뢰성 측면도 고려해야 합니다. 특히 양면 PCB 기판에 이종 패키지가 실장 될 경우 발열로 인해 TC 신뢰성이 약해지게 되는데요. 이를 위해 PCB에 낮은 열팽창 계수(CTE, Coefficient of Thermal Expansion)의 소재를 적용하여 발열로 인해 기판이 수축하거나 팽창 하는 것을 방지하였고, 추가적으로 Side-Fill 기술을 적용함으로써 발열로 인한 물리적 변형을 방지, TC 신뢰성을 강화했습니다.

뿐만 아니라 촉박한 개발 기간 내에 지연을 최소화하기 위해서는 고객사에게 제품의 특성을 당사 주도적으로 이해시킬 필요가 있었습니다. 이를 위해서 Thermal Simulation 모델 및 3D 모델을 고객에게 선제적으로 제공함으로써 고객과 눈높이를 맞추며 발열로 인한 Risk 차단에 노력을 기울였습니다.

이러한 노력들 덕분에 PM9E1은 장기간의 AI 업무 진행 중 성능 저하 없이 높은 작업 처리량을 제공함으로써 소비자들이 보다 안정적인 업무 처리가 가능하도록 할 수 있었습니다.

Q.  PM9E1이 AI에 최적화된 SSD로 설계되었다고 들었습니다. AI 애플리케이션의 요구 사항을 충족하기 위해 SSD에 요구되는 주요 특성은 무엇이며, PM9E1은 이러한 요구에 어떻게 부응하고 있는지 알고 싶습니다.

최승호 님: AI 업무 중 가장 대표적인 과정인 LLM 구동 시에는 로딩이나 학습과 같은 동작들을 다루게 되는데요. 특히 데이터 학습 시에는 모델의 상태를 저장하는 check point 작업이 많이 발생하는데, 이는 높은 순차적 쓰기 성능을 요구합니다. PM9E1은 peformance향 SSD로서 최대 12.6GB/s의 순차 쓰기 성능을 제공하여 해당 작업이 원활하게 수행될 수 있도록 도움을 줍니다. 또한 학습 모델을 로딩하는데 중요한 역할을 하게 되는 순차적 읽기 기능에서 역시 최대 14.5GB/s의 속도를 지원하며 원활한 로딩 작업이 이루어지도록 합니다.

이러한 성능으로 인해 PM9E1은 AI 애플리케이션에 최적화된 이상적인 SSD라고 볼 수 있습니다.

Q. 이번 CES 혁신상 수상을 계기로, PM9E1 제품이 향후 SSD 시장 내에서 어떠한 역할을 담당하게 될 것이라고 생각하시나요?

선창우 PL: PM9E1은 양면 설계 기술을 통해 초소형 폼팩터와 고용량을 동시에 구현한 스토리지 제품 입니다. 특히, 모바일 기기부터 울트라 슬림 노트북, 엣지 서버까지 다양한 응용 분야에서 ‘고성능·저전력’ 스토리지의 핵심 역할을 수행할 것입니다. 또한 이번 제품을 통해 당사가 추구하는 고효율·고집적 스토리지 생태계를 확장함으로써, 차세대 데이터 인프라 구축의 기반을 마련했다고 평가하고 있습니다.

김기중 PTL: PM9E1은 AI Workload 에 최적화된 SSD로 대규모 AI 모델 로딩과 온디바이스 추론, 고해상도 콘텐츠 처리 등에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 이 제품은 방대한 데이터를 지능적으로 처리하며 컴퓨팅 효율을 극대화함으로써, AI 시대의 새로운 퍼포먼스 기준을 제시하고 있습니다. 이처럼 향후 AI PC와 고성능 플랫폼 시장에서 스토리지 혁신을 선도하는 핵심 역할을 담당할 것이라 기대합니다.

최승호 님: PM9E1 제품은 기존 Client 시장의 1-2TB 용량의 한계를 확장하며, AI 슈퍼컴퓨터와 같은 고성능 컴퓨팅 환경에 적합한 초소형·고용량 솔루션으로 자리매김하는 중입니다. 이는 시장이 요구하는 니즈를 충족하면서 회사의 기술력과 시장 경쟁력을 강화할 수 있는 혁신적인 제품으로 평가받고 있습니다. 이를 통해 삼성전자는 Client 시장에서 확고한 입지를 다지며, 미래 수요를 선점할 것으로 기대됩니다.

PM9E1은 단순한 PC용 SSD를 넘어 AI 및 고성능 컴퓨팅이 일상화되는 우리의 삶에 새로운 가능성을 제시했다. CES 혁신상으로 그 우수성을 입증한 삼성전자의 PM9E1은 내년 1월 6일부터 9일까지 미국 라스베이거스 컨벤션 센터에서 만나볼 수 있다.

* 표시된 이미지는 예시용으로만 제공되며, 제품 자체 또는 해당 제품과 함께 촬영된 이미지를 정확하게 재현하지 않을 수 있습니다. 모든 이미지는 디지털 방식으로 편집, 수정 또는 보정되었습니다.
* 모든 제품 사양은 내부 테스트 결과를 반영하며 사용자의 시스템 구성에 따라 변동이 있을 수 있습니다. 실제 성능은 사용 조건과 환경에 따라 다를 수 있습니다.

_{¹⁾ BOM (Bill of Materials): 제품의 설계, 제조, 조립에 필요한 모든 부품, 원자재 등의 목록
²⁾ Power Rail: 전자 회로·시스템에서 전원을 공급하는 경로}