반도체 공부, 삼성전자의 'HBM-PIM' 개발 뉴스에 대해서

먼저  HBM이 무엇일까요? 이 친구는 D램의 끝판왕이라고 할 수 있습니다. 엄청나게 빠른 D램이죠. D램 모델명에 x4, x8, x16, x32 이렇게 붙은 것들은 속도가 4비트, 8비트, 16비트, 32 비트라는 소리입니다. 당연히 숫자가 높을수록 빠른 건데 일반 D램의 한계는 32비트였습니다. 그런데 HBM은 X1024까지 가능합니다. 둘은 고속도로로 비교하면 32차선과 1024차선이라고 할 수 있습니다. 일반 D램과 HBM의 속도 차이가 이렇게 나는 이유는 패키징 방식의 차이 때분입니다. 

 

D램은 칩 외부로 와이어를 통해 연결해주는 건데 이걸로 하면 연결에 한계가 있습니다. 그런데 HBM은 칩을 뚫어서 핀으로 연결해주기 때문에 많이 뚫어서 연결해줄 수 있습니다. 더 많은 정보를 CPU로 빨리 보내줄 수 있는 겁니다. 이 기술을 TSV라고 합니다. 

 

이 TSV기술이 적용된 D램이 HBM입니다. 처음에는 HBM이 그래 빅에만 사용되다가 HBM2가 나와서 5G, Ai, 데이터센터 등등 큰 용량의 메모리가 필요한 곳으로 점점 그 사용처가 높아지는 중입니다. 그런데 이번에 삼성이 요 HBM에 프로세서 기능을 가미한 신개념 메모리, 'HBM-PIM'을 개발한 것입니다.

 

"삼성전자가 세계 최초로 메모리 반도체와 인공지능(Ai)프로세서를 하나로 결합한 고대역 폭 메모리(HBM, High Bandwidth Memory)-PIM을 개발했습니다. PIM(Processing-In-Memory) 기술은 메모리 안에 연산 작업을 하는 Ai 프로세서를 둔 신개념 융합기술입니다."

 

HBM-PIM은 쉽게 말해서 HBM에 CPU를 도와 연산처리를 해줄 수 있다는 것입니다. 이로써 더욱 빠른 연산처리를 할 수 있게 되는 것이지요. 기존 HBM2를 이용한 시스템 대비 성능은 약 2배 이상 높아지고 시스템 에너지는 70% 이상 줄일 수 있다고 삼성은 말합니다. CPU 성능이 미친 듯이 좋아지고 있기 때문에 CPU와 D램간의 처리 속도 지연을 최대한 줄이기 위해 캐시 메모리인 S램 등을 CPU에 붙여서 사용하는 경우들도 있었는데 그럴 필요가 없어지는 것입니다. 이 'HBM-PIM'개발과 관련된 기사들의 표면적 사실은 이렇고 그럼 내면에 들어 있는 삼성의 뜻을 제가 상상해보자면...

 

이런 메모리 반도체는 메모리 반도체와 비메모리 반도체를 모두 만들 수 있는 업체만이 만들어 낼 수 있는 것들입니다. 안타깜게도 SK하이닉스도 만들기 어려운 것입니다. 또 설계를 하지 못하고 파운드리로 반도체 수주만 하는 TCMS는 더욱 할 수 없는 것이지요. 마치 그림으로 치자면 TSMC는 피카소의 그림은 똑같이 카피해낼 수 있지만 스스로 피카소가 될 수 없는 카피 작가라고 할까요. 삼성은 'HBM-PIM'을 통해서 반도체 업계에 이런 것을 만들 수 있는 창의력과 기술력을 함께 보여줬다고 생각합니다.