대역폭 확대, 전력 효율·발열 개선
삼성전자가 세계 최초로 차세대 고대역폭 메모리 'HBM4' 양산 출하에 성공했습니다.
삼성전자는 지난 12일 HBM4를 양산해 출하를 시작했다고 밝혔습니다.
HBM4는 6세대 고대역폭 메모리로, 세계 최대 인공지능(AI) 반도체 칩 제조사 엔비디아의 차세대 AI 플랫폼 '루빈(Rubin)'에 탑재될 예정입니다.
이전 세대 HBM 경쟁에서 주도권을 내줬다는 평가를 받았던 삼성전자는 이번 HBM4 양산 출하를 계기로 차세대 시장 선점에 나섰습니다.
HBM4는 국제반도체표준협의회(JEDEC) 표준인 8Gbps(초당 기가비트)를 크게 웃도는 성능을 구현했습니다.
삼성전자는 JEDEC 표준 대비 약 46% 높은 11.7Gbps의 동작 속도를 안정적으로 확보하며, HBM4 성능의 새로운 기준을 제시했습니다.
이는 전작인 HBM3E의 최대 속도 9.6Gbps 대비 약 1.22배 향상된 수치로, 최대로는 13Gbps까지 구현이 가능합니다. AI 모델 규모가 커질수록 심화하는 데이터 병목 해소를 염두에 둔 기술적 선택의 결과입니다.
대역폭 역시 큰 폭으로 확대됐습니다.
HBM4는 단일 스택 기준 최대 3.3TB/s의 메모리 대역폭을 제공해, 전작 HBM3E 대비 약 2.7배 높은 성능을 기록했습니다. 이는 주요 고객사들이 요구해 온 3.0TB/s 수준을 상회하는 수치입니다.
용량 측면에서도 12단 적층 기술을 통해 24~36GB를 우선 공급하며, 향후 16단 적층 기술을 적용해 단일 패키지 기준 최대 48GB까지 확장할 계획입니다.
삼성전자는 이번 HBM4에 10나노미터급 6세대 D램인 '1c' 공정을 적용했습니다.
개발 초기부터 JEDEC 표준을 뛰어넘는 성능을 목표로 설정하고, 양산 초기부터 재설계 없이 최고 성능을 확보할 수 있도록 최선단 공정을 선제적으로 도입했습니다.
또한 HBM 적층 구조 하단에서 전력과 신호를 제어하는 베이스 다이에는 4나노 공정을 적용해 성능과 전력 효율을 동시에 끌어올렸습니다.
전력 소모와 발열 문제도 개선됐습니다.
코어 다이에 저전력 설계 기술이 적용돼 전 세대 대비 에너지 효율이 약 40% 높아졌고, 열 저항 특성은 약 10%, 방열 특성은 약 30% 향상됐습니다.
이를 통해 연산 성능을 극대화하면서도 서버와 데이터센터의 전력 소모와 냉각 비용을 크게 절감할 수 있게 됐습니다.
삼성전자는 HBM4를 시작으로 차세대 제품 준비에도 속도를 내고 있습니다.
올해 하반기에는 7세대 제품인 HBM4E의 샘플을 출하할 계획이며, 고객사 요구에 맞춘 커스텀 HBM 개발도 순차적으로 추진합니다. 회사는 이러한 기술 경쟁력을 바탕으로 올해 HBM 매출이 지난해보다 3배 이상 증가할 것으로 전망했습니다.
최성훈 기자 csh87@etnews.com