[CES 2023 혁신상 수상] 하드웨어를 넘어 Total Solution Provider로 도약하는 삼성전자, ‘차원이 다른 확장성’ Memory Expander로 빅데이터 시대 새 지평을 열다

“세상에 없던 게임 체인저” - 삼성전자의 차세대 메모리 솔루션 512GB Memory Expander가 CES 2023 Innovation Awards에서 혁신상을 수상했다. 삼성전자의 Memory Expander는 기존 하드웨어의 구조적 한계를 획기적으로 극복한 제품으로, 데이터 폭증 시대를 이끌어 나갈 핵심 기술이자 하드웨어와 소프트웨어를 포괄하며 종합 솔루션 제공 기업으로 도약하려는 삼성전자의 비전을 위한 초석이다. 데이터 폭증 시대 용량 및 속도 한계 극복을 위한 차세대 메모리의 등장 우리는 빅데이터의 시대에 살고 있다. 전 세계 산업과 생활 전반에 걸쳐 클라우드, 머신러닝, AI 기술 등의 발전에 힘입어 디지털 전환이 가속화되면서, 이제 데이터는 매 순간 공기처럼 우리 생활에 스며들어 있다. 이러한 시대적 흐름에 맞춰 원활한 디지털 라이프를 실현하기 위한 기술의 발전과 데이터의 증가는 메모리 산업의 성장을 이끌어왔다. 글로벌 시장조사기관 스태티스타(Statista)에 따르면, 전 세계 데이터 생성량은 지난 2018년 기준 33제타바이트¹에 달했다. 2018년을 기점으로 기계의 데이터 생성량이 인간의 데이터 생성량을 추월하기 시작했고, 이후 COVID-19의 영향으로 재택근무, 원격 교육과 OTT² 등 홈 엔터테인먼트 사용자가 급증하면서 2025년에는 181제타바이트까지 7년 만에 데이터 생성량이 약 448% 이상 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다.³

빠르게 진화하는 미래 데이터 기반 기술의 발전에 대응하기 위해 삼성전자는 차세대 인터페이스 CXL(Compute Express Link™) 기반 Memory Expander 솔루션으로 메모리 용량 확장의 한계를 극복하고자 한다. 테라바이트 스케일로 확장하는 미래 Memory Expander는 CXL 분야에서 견고한 기술 리더십을 다지고 시장을 확대하고자 하는 삼성전자의 파괴적 혁신 의지가 담긴 제품이다. 기술적 한계 극복을 위한 차세대 메모리로 CXL 메모리가 주목받는 이유는 바로 확장성에 있다. CXL는 PCIe 5.0에 적용되는 차세대 인터페이스의 하나로, 컴퓨팅 시스템에서 중앙처리장치(CPU)와 메모리, 그래픽 처리장치(GPU), 저장장치 등을 더욱 효율적으로 활용하기 위해 활용된다. 기존에는 CPU를 중심으로 각 장치 간 통신을 할 때 다수의 인터페이스를 통과하는 과정에서 지연 이슈가 발생했다. 특히, AI, 머신러닝 기술 등의 발전으로 데이터 처리량이 폭발적으로 증가하면서 이러한 문제가 심화되었다. 하지만, CXL은 기존의 분산된 여러 인터페이스를 하나로 통합해, 각 장치를 직접 연결하고 메모리를 공유한다. 즉, 데이터 처리 길(pathway)을 한층 빠르고 효율적으로 확장해 지연 이슈를 획기적으로 개선한다. 삼성전자의 최신 Memory Expander 모듈은 최대 512GB의 DDR5 DRAM 메모리로 제공되어 서버 메모리 용량을 테라바이트 스케일로 확장할 수 있으며, 대역폭 또한 초당 테라바이트대로 증가시킬 수 있는 제품이다. 또한, 8채널 PCIe 5.0 인터페이스를 사용해서 레인당 최대 32GT/s의 전송 속도로 CPU 처리가 가능해 기존 DDR 인터페이스의 시스템 한계에 따른 메모리 병목 현상을 개선할 수 있다. 삼성전자는 2023년 4분기에 Memory Expander 상용화를 목표로 한다. 동시에 삼성전자의 차세대 협업 인프라인 SMRC⁴를 통해 고객과 파트너들의 개발 접근성을 높일 계획이다. CXL 기반 Memory Expander 개발 과정 및 메모리 생태계 확대를 위한 노력 ‘세상에 없던 게임 체인저’ Memory Expander 개발은 하루아침에 이루어진 것이 아니다. 바로, 도전과 실행, 업계 파트너와의 협업을 통한 점진적 진보(Build-Up)의 산물이다. 삼성전자는 지난 2021년 업계 최초로 CXL 기반 D램 메모리 기술 개발을 시작으로, 올해 고용량 512GB Memory Expander 제품을 개발하기까지 사내 다양한 연구조직 간의 포럼 활동과 글로벌 주요 데이터센터, 서버, 칩셋(Chipset) 업체들과의 개발 협력 등 새로운 형태의 업무 수행 방식을 시도해왔다. 0과 1 사이는 무수히 많은 시도와 난관으로 구성돼 있다. 시장에 존재하지 않던 ‘1’, Memory Expander의 개발 과정도 이와 다르지 않다. 시스템 셋업부터 업무 프로세스 구축 등 모든 것이 제로 베이스로 새롭게 진행되어야 했고, 많은 기술적 도전이 있었다. 하지만, 필연적으로 다가온 빅데이터 시대에 삼성전자의 역할을 정의하고, 도전정신을 발휘했던 수많은 사람의 노력이 Memory Expander의 탄생을 이끌었고, 나아가 CES 혁신상이라는 성취를 이룰 수 있게 했다. 또한, 제품 초기 단계부터 하드웨어뿐 아니라 최적화된 소프트웨어를 동시에 지원하도록 기획하여 CXL 인터페이스를 사용하는 다양한 업계 관계자들이 쉽고 빠르게 관련 기술을 개발할 수 있도록 기술 접근성을 높였다. 이에 더하여, 2021년 10월, CXL 메모리 생태계 확대를 위해 관련 소프트웨어 개발 도구인 SMDK(Scalable Memory Development Kit)⁵를 오픈소스로 공개했다. 이는 산업계뿐만 아니라 대학교, 연구기관 등 비영리 단체에서도 해당 기술에 대한 관심을 높여 차세대 메모리 기술 가속화에 기폭제 역할을 했다는 평가를 받고 있다. CXL 기반 Memory Expander로 데이터 폭증 시대에 광휘의 길을 찾아낸 삼성 메모리 솔루션이 열어 갈 미래가 기대된다.

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_{¹ 제타바이트(ZB), 1ZB는 1조 1,000억 GB를 의미 ² OTT(Over The Top), 영화, 드라마 등의 미디어 콘텐츠를 인터넷을 통해 제공하는 온라인 동영상 서비스 ³ Statista, Amount of data created, consumed, and stored 2010-2020, with forecasts to 2025, September 2022 ⁴ SMRC(Samsung Memory Research Center): 삼성의 신규 메모리 솔루션을 OS, Virtualization, Application 등 시스템 구축을 위한 다양한 요소들과 함께 테스트하고, 검증할 수 있는 신규 협업 인프라 ⁵ SMDK, 차세대 이종 메모리 시스템 환경에서 기존에 탑재된 메인 메모리와 CXL 메모리가 최적으로 동작하도록 도와주는 소프트웨어 개발 도구로 API, 라이브러리 등으로 구성됨: 더 알아보기↗}