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차세대 메모리 HMC 2.0 - 메모리의 새로운 시대 다가올까 ?




 현재 PC, 서버, 모바일 분야에서 주로 사용되는 DDR 메모리는 매년 조금씩 빨라지고 있긴 하지만 대역폭 증가 속도가 프로세서 발전 속도를 따라가지 못하고 있습니다. 비록 PC 와 모바일 분야에서는 DDR4 메모리의 도입이 이제 막 시작되었고, 이미 그래픽 부분에서는 GDDR5 가 사용되고 있기는 하지만 미래 프로세서가 필요로 하는 대역폭을 제공하기엔 모자란 상태입니다.  


 이와 같은 상황에 대비하기 위해서 업계에서는 현재의 메모리를 여러층으로 쌓고 실리콘 층 사이의 통로인 TSV (Through Silicon Via) 를 통해 연결시키는 적층 메모리 (Stacked Memory) 를 개발하고 있습니다. 현재 본격 상업화 단계에 이른 적층 메모리로 HMC (Hybrid Memory Cube) 와  HBM (High Bandwidth Memory) 가 있습니다.  


 이미 HBM 는 SK 하이닉스에서 최초 선적이 시작되었고 ( http://jjy0501.blogspot.kr/2014/11/SK-Hynix-8GHz-GDDR5-and-HBM.html 참조) HMC 역시 2013 년에 이미 엔지니어링 샘플이 공개되었습니다. (  http://jjy0501.blogspot.kr/2013/10/first-sample-of-MHMC.html 참조) 2015년에서 2016년 사이 이 적층 메모리들은 시장에 등장할 가능성이 높습니다.  


 HMC 의 규격을 만드는 HMCC 의 일원인 오픈 실리콘 (Open Silicon) 은 2013 년 첫번째 HMC 규격을 발표한데 이어 (  http://jjy0501.blogspot.kr/2013/04/hmc.html 참조) 다시 HMC 2.0 (Memory) Controller IP 를 파트너사들에게 공개했다고 합니다. 정확한 회사들의 이름은 공개되지 않았지만 이 규격의 핵심을 만드는 인텔, 알테라 등이 여기에 포함되어 있을 것은 명확해 보입니다.  



(HMC 의 구조. 로직 레이어 위에 메모리 층을 적층으로 쌓고 TSV 로 연결시켜 대역폭을 크게 증가시킴.   출처 : ?)


 HMC 는 인텔과 하이닉스가 규격을 주도하고 있으며 삼성전자, IBM, SK 하이닉스, ARM 등 여러 회사가 참여하고 있습니다. 소식을 전한 wccftech 측은 이 HMC 2.0 컨트롤러가 아마도 인텔의 차세대 고성능 병렬 프로세서인 제온 파이 나이츠 랜딩에 탑재될 수 있을 것으로 추정했습니다. 나이츠 랜딩은 당초 예상보다 조금 느린 2015년 하반기에 등장할 예정인데 HMC 탑재 가능성이 높은 것으로 알려지고 있습니다. 물론 여기에 대해서는 좀 더 상세 정보가 공개되어야 할 필요가 있습니다. ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/11/intel-knights-landing.html 참조)  




(알테라의 차기 14 nm 제품들    출처 : 알테라) 



 한편 인텔이 자사의 14nm 공정을 오픈한 파트너사인 알테라 (Altera) 는 차기 Arria 10 과 Stratix 10 제품에 HMC 를 탑재할 것이라는 점을 이미 언급한 바 있습니다. HMC 의 대중화까지는 시간이 걸리겠지만 2015 년에는 이들 제품들로 인해서 시장에서 볼 수 있게 될 것입니다.  


 또 이 소식에 의하면 HMC 2.0 규격은 속도면에서 1.0 의 두배 수준이라고 합니다. HMC 1.0 규격은 링크당 10 Gb/s, 12.5 Gb/s, 15 Gb/s 의 전송 속도를 지녔는데 2.0 은 그 두 배 수준인 30 Gb/s 의 속도를 지녔으며 최대 대역폭도 480 Gb/s 에서 1 Tb/s 로 증가하게 된다고 합니다. 이와 같은 높은 대역폭은 제온 파이와 같은 고성능 프로세서의 메모리 병목 현상을 덜어주게 될 것으로 보입니다. 


 JEDEC 이 주도하는 HBM 이든, 인텔 마이크론이 주도하는 HMC 이든 간에 향후 메모리의 발전 방향은 대역폭 문제 때문이라도 이와 같은 TSV 를 이용한 적층 메모리를 사용하게 될 것입니다. 사실 이 역시 DRAM 의 일종인데 높게 쌓아서 대역폭과 밀도를 높인 것이죠. 


 현재 루머로는 AMD 의 390X 가 HBM 을 탑재해서 등장할 것이라고 하고 (http://jjy0501.blogspot.kr/2014/10/amd-r9-390x380x-20-nm-hbm.html 참조) 위에서 언급한 것 처럼 알테라는 HMC 를 탑재한 시스템을 선적할 계획을 공식화 했기 때문에 2015 년이 적층 메모리가 실제로 시장에서 등장하게 되는 시점이 되지 않을까 조심스럽게 예상해 봅니다. 


 참고




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