모바일 메모리: 5G의 진정한 성능 활용

자율주행 자동차, 거대한 스마트 도시, 원격 수술을 하는 의사라고 하면 SF 영화에나 나올 법한 말처럼 느껴진다. 하지만 현재 전 세계적으로 구축되고 있는 5G 인프라가 있다면 새로운 기술 시대도 머나먼 이야기는 아니다. 짧은 지연 시간부터 번개처럼 빠른 다운로드 속도, 광대한 IoT 에코시스템까지 아우르는 5G는 우리가 일하고 소통하는 방식에 변화를 일으킬 것이다. 세계 곳곳에서 5G 네트워크가 출시되고 5G를 지원하는 기기가 다양하게 판매되면서 어떤 소비자는 이미 향상된 모바일 광대역의 혜택을 누리고 있다. 차세대 네트워크 5G는 모바일 사용자에게 이미 번개처럼 빠른 스트리밍과 다운로드를 제공하고 있을 뿐 아니라, 앞으로 우리의 생활과 업무 방식에 근본적 변화를 일으킬 것을 예고한다. 자율주행 자동차에서 광대한 IoT 제품 에코시스템에 이르기까지, 5G는 새로운 비즈니스, 제품, 서비스로 향하는 기회의 문을 열어줄 열쇠다. 산업의 대기업뿐 아니라 신생 스타트업은 이미 5G의 힘을 활용하는 유망한 신기술을 개발하고 있다. 예를 들어, VR과 원격 의료를 결합하여 원격 수술을 하는 기술이 개발 중이다. 그러나 5G에 대한 수요가 늘어나고 세계 각지에서 5G를 출시하고 있음에도 불구하고 여전히 이 기술의 잠재력을 온전히 실현하기에는 여전히 장애물이 남아 있다. 네트워크 기능을 제공하는 것은 일부에 불과한다. 5G 기술이 제공하는 초고속 데이터 전송 속도를 실현하려면 네트워크 속도를 따라가고 병목을 만들지 않는 고급 메모리 시스템이 필요하다. 세계가 더 향상된 통신 인프라를 요구하는 가운데, 메모리 솔루션은 어떻게 5G 기술의 완전한 잠재력을 실현할 수 있을까? 자세한 내용은 기사를 참조. 비범한 가능성에는 비범한 솔루션이 필요 대부분은 5G라고 하면 빠른 웹 브라우징과 고화질 영상 스트리밍을 떠올린다. 하지만 5G의 가능성은 모바일 통신에만 머물지 않는다. 우리의 생활과 업무 방식에 혁명을 일으킬 5G의 주요 활용 분야 세 가지가 있다. 바로 URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications-초고신뢰, 초저지연 통신), 대규모 기계 유형 연결(mMTC), emBB(enhanced mobile broadband-광대역)이다. URLLC의 낮은 지연은 밀리초 단위 이내의 지연이 필요한 분야(예: 공장 자동화, 원격 수술, 온라인 게임, 스마트 에너지 그리드)에 새로운 기회를 열어준다. 다른 한 편으로 mMTC는 네트워크에 과부하를 일으키지 않고 수십 억 개의 기기를 연결할 수 있으며, 산업 분야(예: 센서, 계측 및 모니터링 기기)에 중요한 역할을 한다. 이러한 기술은 5G가 지원하는 더욱 미래 지향적 응용 분야를 실현하는 데 도움이 될 것이다. 예를 들어, 버튼 하나만 누르면 우리가 원하는 곳이라면 어디든지 가는 자율주행 자동차가 가득한 세상에서는 URLLC로 차량을 서로 연결하고 신호등, 지도 등의 도로 시스템과도 연결해야 한다. 미래의 공장과 스마트 도시는 mMTC를 활용하여 에너지를 절약하고 근로자의 안전을 개선할 수 있는 초연결 에코시스템을 구축할 것이다. 1차적인 5G 인프라와 사양은 주로 향상된 모바일 광대역을 제공하는 데 집중되었다. 이 빠른 네트워크 속도로 소비자는 더 나은 모바일 통신과 엔터테인먼트 스트리밍 환경을 누릴 수 있다. Allied Market Research의 보고서에 따르면, 1차 5G 기술을 구현하고 나서 글로벌 소형 셀 5G 네트워크 산업의 규모가 3억 4,400만 달러까지 확대되었고 2026년에는 68억 7,000만 달러에 달할 것으로 예상한다. 이런 성장은 대부분 고주파수 밀리파 세그먼트에서 발생한 기회에서 비롯되었다. 향상된 모바일 광대역 덕분에 소비자 수요가 늘었고 URLLC와 mMTC를 산업 분야에 응용하면서 새로운 유망 사업이 생겼기 때문이다. 하지만 5G의 매력에 이끌려 수요가 늘고 있지만 성능 요구 사항에 부합하는 하드웨어가 있어야만 기술을 실현할 수 있다. 방대한 데이터를 처리할 메모리가 없다면 5G 환경은 가장 취약한 부분의 수준에 머무르게 될 것이다. 5G 혁명의 장애물 스마트폰으로 무엇을 할 수 있는지 생각하면 메모리가 차세대 모바일 네트워크 개발에 이토록 중요한 역할을 하는 이유도 이해가 간다. 문자, 전화 통화, 8비트 ODD 게임에만 기기를 사용하던 시절은 지났다. 현대적 모바일 네트워크에서는 4K 동영상과 고화질 이미지가 말과 문자나 마찬가지의 역할을 한다. 최근 트렌드를 보면 사용자가 데이터를 읽고 저장하는 데 그치지 않고, 점점 더 많이 데이터를 직접 생성하고 공유하는 흐름이 나타난다. 1분마다 YouTube에 업로드되는 동영상이 500시간 분량을 넘는다는 놀라운 통계도 이를 뒷받침한다. 매일 생성되는 데이터가 250경 바이트에 비하면 아무것도 아닌 듯이 느껴진다(비즈니스 인텔리전스 및 조사 기업 DOMO 보고서 참조). 5G 네트워크가 출시되면 대역폭이 더욱 넓어져 사용자가 엄청난 속도로 더 많은 데이터를 생성하고 공유하게 될 것이다. 반도체 제조사인 Qorvo에 따르면, 2021년 4G 트래픽 용량보다 최대 7배나 많은 데이터가 생성된다. 스마트폰에 들어간 기존 메모리 솔루션은 대부분 5G 연결 기능 수준만큼 빠른 데이터 전송을 지원할 여력이 없다. 4G 네트워크에 적합한 기존 e.MMC 5.1 솔루션으로는 불가능한 영역이다. 5G의 데이터 수요에 따라가려면 고급 스마트폰 대부분에 내장된 UFS 2.1 스토리지가 처리하는 수준 이상의 대역폭이 메모리 솔루션에 필요하다. 플래시 스토리지 외에 RAM도 5G의 발목을 잡고 있다. 예를 들어 더욱 높은 해상도와 3840＊2160 해상도의 네이티브 4K 콘텐츠의 실시간 재생을 요구하는 흐름 속에서 RAM은 최소 3GB를 넘겨야 한다. 5G가 화상 회의와 같은 다른 모바일 통신 요소를 개선하면서 미드엔드급 기기에도 컴퓨팅과 스토리지를 더 많이 요구하는 고밀도 이미지 센서를 기반으로 한 듀얼 카메라가 내장되고 있다. 삼성전자는 이미 최근 출시한 주력 기기에서 이러한 수요에 대응하고 있다. 삼성전자 최초의 독립형 5G 기기인 갤럭시 S20 울트라는 최대 16GB의 RAM과 512GB의 UFS 3.0 스토리지를 지원한다. 이는 시작일 뿐이다. 한계의 돌파 조만간 5G 스마트 출고량이 기록적인 수치를 달성하고 5G가 전 세계 모바일 트래픽에서 큰 비중을 차지하게 될 것으로 예상하는 가운데, 메모리 제조사들은 이런 요구에 맞는 혁신적 솔루션을 제공해야 할 압박에 시달리고 있다. 삼성전자도 이에 화답하여 첨단 512GB UFS 3.1 플래시 스토리지 솔루션을 생산하기 시작했다. 모바일 메모리 기술을 혁신한 이 최신 솔루션은 스마트 스토리지 속도의 기준을 새롭게 정의했다. 최대 1,200MB/초의 다운로드 속도와 기가바이트 수준 쓰기 속도가 모바일 메모리의 새로운 모범적 표준이 되었다. 제조사에서는 5G에서 지원하는 멀티미디어 애플리케이션과 작업을 처리할 수 있는 더욱 성능이 뛰어난 RAM 솔루션도 개발한다. 올해 초 삼성전자는 2세대 10nm 클래스 16GB LPDDR5 모바일 DRAM을 생산하기 시작했다. 갤럭시 S20 울트라에 내장된 것과 동일한 메모리로, 4K 영상 스트리밍, PC와 유사한 게임 그래픽 환경 등 기기의 향상된 5G 기능을 지원한다. 데이터 전송 속도가 5,500Mb/초에 달하는 최신 LPRDDR5 DRAM은 이전 세대 LPDDR4X DRAM보다 1.3배 빠른 속도를 자랑한다. 2020년 말에 3세대 10nm 클래스 프로세스 기술에 기반한 16GB LPDDR5 메모리 솔루션이 더욱 한계를 넓혀서 최대 6,400Mb/초의 전송 속도를 실현할 것으로 예상한다. 5G 시대의 도래 – 여러분은 준비되셨나요? 자율주행 자동차가 고속도로를 채우거나 번화한 스마트 도시가 탄생하는 시대는 몇 년 뒤에나 올 수 있지만 5G 혁명은 코앞까지 다가와 있다. 5G 기술의 모든 잠재력을 실현하려면 단순히 네트워크 기능을 제공하는 데 그쳐서는 안된다. 모든 시스템이 함께 발전해야 하고, 메모리 솔루션이 미래의 5G 시대를 구축하는 데 중요한 역할을 담당할 것이다.