이 기사는 2023년 07월 21일 12시49분 thebell에 표출된 기사입니다

삼성전자가 세계 최초로 7세대 그래픽 D램(GDDR7) 제품 개발에 성공했다. 데이터 처리 능력을 크게 높인 제품으로 확장현실(XR) 기기 시장을 타깃으로 삼고 있다. XR 기기 화질, 그래픽 구현력 개선에 더해 고대역폭메모리(HBM) 대비 저렴한 단가로 성능 향상에 크게 기여할 수 있다는 것이다.

공개된 삼성전자의 GDDR7은 6세대 제품 대비 1.4배 빠른 데이터 처리 속도를 지녔다. 전력효율도 20% 향상됐으며 고속동작을 요구하는 자율주행 등의 적용처를 고려, 열저항도 70% 가까이 개선했다. 삼성전자는 연내 주요 고객사의 차세대 시스템에서 신규 GDDR7 제품의 성능 검증을 받는다는 계획이다.

◇닻 올린 7세대 그래픽 D램, XR기기 성능제고 기대

삼성전자가 이번에 세계 최초로 선보인 32Gbps GDDR7은 데이터 전송 속드를 최대로 끌어올린 제품이다. 주요 타깃은 XR기기 시장이다. 현재 XR시장은 글로벌 빅테크 등에 앞다투어 제품을 내놓는 등 기대감을 고조시키고 있다.

다만 관심도 대비 XR기기의 성능이 기대치와 투자에 비견될 정도 성능을 갖추진 못했다는 평가도 우세하다. 기대 이하 평가를 부르는 주된 요소는 그래픽 구현력 등 화질, 레이턴시로 인한 사용자 반응과 화면 간 이질감 등이다.

특히 XR기기는 사용자 눈과 디스플레이를 지근거리에 위치시킨다. 따라서 사용자가 화질, 레이턴시로 인한 문제를 크게 느끼게 된다. 많은 기업들이 현재보다 작은 마이크로 OLED 디스플레이 기술 등에 집중하는 이유기도 하다.


XR기기 화질 등에 대한 해결법은 디스플레이 분야에서만 이뤄지는 것이 아니다. 게임 등 3D XR 콘텐츠의 그래픽 구현력과 사실성은 데이터 전송 속도에 크게 좌우되기 때문이다. 고성능 GDDR 등으로 높은 데이터 전송 속도를 구현하면 그만큼 부드럽고 사실성 높은 그래픽을 구현할 수 있다.

GDDR7은 이전 세대 대비 데이터 전송 속도를 1.4배 올린 만큼 XR기기에서 좀 더 유려한 그래픽 구현이 가능하다. 일각에서는 XR 기기 성능을 위해 HBM을 탑재하기도 했지만 이는 양날의 칼이다. HBM 개당 단가는 비슷한 시기 개발된 그래픽 D램 대비 2~3배는 비싸다. 대중화를 시도해야 하는 XR기기 사업상 GDDR7의 경쟁력이 높게 평가받는 이유다.

반도체 업계 한 관계자는 “XR 기기에 HBM을 적용하면 성능 자체를 확실히 높일 수 있는 장점은 있다”면서도 “최근 AI 등에 대한 관심으로 HBM의 전반적인 단가가 오르고 있는 점을 생각하면 쉬운 선택은 아니다”고 설명했다.

◇PAM3 적용으로 데이터 처리 극대화, 열저항도 70% 개선

16GB 용량을 보유한 이번 GDDR7은 이전 6세대 제품 대비 데이터 처리 속도를 1.4배, 전력효율을 20% 향상시켰다. 그래픽 카드 탑재 시 최대 초당 1.5TB의 데이터를 처리할 수 있다. 6세대 제품은 같은 조건에서 초당 1.1TB였다.

GDDR7이 데이터 처리 속도를 끌어올릴 수 있었던 이유는 PAM3 신호 방식 기술에 있다. PAM 신호 방식은 -1과 0, 1로 신호 체계를 구분한다. 이에 따라 1주기마다 1.5비트 데이터를 전송할 수 있다. 0과 1로 신호 체계를 구분해 1주기 당 1비트 데이터를 전송하는 NRZ보다 1.5배 많은 데이터를 전송할 수 있다.


반도체 업계 관계자는 “삼성전자가 차세대 그래픽 D램에 PAM3 방식을 적용한다는 것은 지난해 파운드리 포럼에서부터 확인됐던 사실”이라며 “실제 제품 출시 시 과거 세대보다 어느 정도 수준으로 성능을 끌어올릴지 관심을 모았는데 현재 스펙이라면 당시 기대됐던 수준을 상당부 충족한다고 보여진다”고 설명했다.

삼성전자는 이번 GDDR7에 대한 열저항력도 6세대 대비 70% 가까이 개선했다. 향후 차세대 고성능 컴퓨팅, 자율주행 등 고속 동작을 요구하는 적용처에 대비하기 위한 것으로 판단된다. 열전도율을 높인 신소재가 반도체 회로 보호제인 EMC 패키지에 적용됐다. 여기에 회로 설계도 최적화해 발열을 최소화했다는 게 삼성전자 설명이다.