(사진=연합뉴스)
SK하이닉스가 세계 최초로 DDR5 D램을 출시한다고 밝혀 메모리 반도체 분야의 독보적인 기술력을 대내외에 과시했다.
DDR5는 차세대 D램 규격으로 빅데이터, 인공지능, 머신러닝 등에 최적화된 초고속, 고용량 제품이다.
◇메모리 반도체의 대표적인 제품인 D램
SK하이닉스가 세계 최초로 출시한 2세대 10나노(1y)급 DDR5 D램(사진=SK하이닉스 제공)
메모리 반도체는 말그대로 데이터를 기억하고 저장하는 역할을 한다. 램(RAM)은 'Random Memory Access'의 약자로 저장된 자료를 읽거나 쓸 때 순차적으로 접근하지 않고 임의로 원하는 데이터 위치에 접근할 수 있다는 의미를 갖고 있다. 즉, 속도가 빠른 특징이 있는 것이다.
램은 크게 데이터 유지를 위해 일정 시간마다 '리프레시(전하 보충)'가 필요한 D(Dynamic)램과 전원이 공급되고 있는 한 기억정보가 유지되는 S(Static)램으로 나뉜다.
S램은 D램보다 속도는 빠르나, 셀의 크기가 크고 구조가 복잡해 대용량화가 어렵고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 따라서 대용량의 데이터 처리가 필요한 오늘날에는 D램이 보편적으로 사용되고 있다.
D램(Dynamic Random Memory Access)은 용량이 크고 속도가 빨라 컴퓨터나 모바일기기의 주기억장치 역할을 하며, CPU(중앙처리장치)의 연산을 도와 프로그램을 읽고 임시로 저장하는 등 빠른 처리를 돕는다.
◇그렇다면 'DDR'은 무슨 의미일까
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D램은 CPU의 '클럭 주파수'(컴퓨터 프로세서의 동작 속도· '초당 사이클'로 측정하며 헤르츠(Hz) 단위를 사용)에 맞춰 데이터를 읽고 쓰는데, D램 초기에는 한 클럭에 1비트의 데이터를 전송했지만, 전자기기의 발달에 따라 더욱 빠른 속도의 메모리가 필요했고 이에 따라 만들어진 것이 'DDR'(Double Data Rate) 이다.
데이터 전송 속도에 따라 DDR1, DDR2, DDR3 등으로 구분하며, 숫자가 하나씩 커질 때마다 주파수가 2배로 증가해 그만큼 처리 속도가 빨라지게 된다.
◇그렇다면 DDR5 D램의 성능은?
SK하이닉스가 세계최초로 출시한 2세대 10나노급(1ynm) DDR5 D램(사진=SK하이닉스 제공)
SK하이닉스가 이번에 출시한 DDR5 D램은 이전 세대인 DDR4의 3200Mbps 대비 4800Mbps~5600Mbps로 속도가 최대 1.8배 빨라졌다. 5600Mbps는 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 약 9편을 1초에 전달할 수 있는 속도다.
또한 DDR5 D램은 칩당 최대 용량이 64Gb로, 기존 DDR4(16Gb)보다 4배 크다.
그런데, 동작 전압은 1.2V에서 1.1V로 낮아져 전력 소비는 20% 감축됐다. 다시말해, 최대 4배 크고 2배 빠른데도 전력소모는 적은 것이다.
칩 내부엔 오류정정회로(ECC· Error Correcting Code)를 내장해 D램 셀(Cell·디지털 신호의 최소 단위인 비트(0,1)를 저장하는 방) 내 1비트(Bit) 오류까지 스스로 보정할 수 있게 했다. SK하이닉스측은 이러한 기술을 통해 자사 DDR5를 채용하는 시스템의 신뢰성은 약 20배 향상될 것이라고 말했다.
그동안 SK하이닉스는 SoC(System On Chip) 업체 등과 현장 분석실(On-site Lab) 공동 운영, 실장 테스트(System Level Test), 각종 시뮬레이션 등을 진행해 DDR5의 동작 검증을 완료했다.
또 D램 특성에 영향을 미치는 RCD(Register Clock Driver), PMIC(Power Management IC) 등 모듈을 구성하는 주요 부품들 간의 호환성 검증을 글로벌 파트너사들과 진행했다.
(사진=SK하이닉스 홈페이지 캡처)
SK하이닉스는 전력 소비를 낮추면서도 신뢰성을 대폭 개선한 친환경 DDR5가 데이터센터의 전력 사용량과 운영비용을 절감시킬 수 있을 것으로도 기대하고 있다.
한편 시장조사업체 옴디아 따르면 DDR5는 오는 2022년 전체 D램 시장의 10%, 오는 2024년에는 43%를 차지할 것으로 전망된다.
글로벌 메모리 반도체 시장을 주도하고 있는 한국 반도체 업계가 미래 메모리 시장 선점에도 유리한 고지에 올라섰다는 평가가 나오는 이유이다.