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CXL Memory는 우리 반도체 산업에 새로운 기회가 될 것인가?

Everfuture 2025. 2. 24. 22:11

Compute Express Link(CXL)는 CPU와 메모리, 가속기 등 다양한 컴퓨팅 자원 간의 고속, 저지연 연결을 가능하게 하는 차세대 인터커넥트 기술입니다. 인텔이 주도하여 개발한 이 기술은 PCI Express(PCIe) 인터페이스를 기반으로 하며, 메모리 일관성과 효율적인 자원 공유를 지원합니다. 이를 통해 데이터 센터와 클라우드 컴퓨팅 환경에서 성능과 확장성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

CXL의 주요 특징은

1. 고대역폭과 저지연성

CXL은 PCIe 물리 계층을 활용하여 고대역폭과 저지연성을 제공합니다. 이를 통해 CPU와 메모리, 가속기 간의 데이터 전송 속도를 극대화하여 전체 시스템의 성능을 향상시킵니다.

2. 메모리 일관성 지원

CXL은 메모리 일관성을 유지하여 CPU와 가속기 등이 동일한 메모리 공간을 효율적으로 공유할 수 있도록 합니다. 이는 데이터 복사 및 변환에 소요되는 시간을 줄여 애플리케이션의 효율성을 높입니다.

3. 유연한 메모리 확장

CXL을 통해 시스템 메모리 용량을 유연하게 확장할 수 있습니다. 이는 대규모 데이터 처리가 필요한 AI, 머신러닝, 빅데이터 분석 등의 분야에서 특히 유용합니다.

CXL의 정보산업에 대한 영향

1. 데이터 센터의 혁신

CXL은 데이터 센터의 서버 아키텍처를 혁신적으로 변화시킬 것으로 예상됩니다. 고성능 컴퓨팅을 위한 메모리 확장과 자원 공유가 용이해져, 데이터 센터의 운영 효율성과 성능이 향상될 것입니다.

2. AI 및 머신러닝 분야의 발전

AI와 머신러닝은 대규모 데이터 처리와 고속 연산을 필요로 합니다. CXL은 이러한 요구를 충족시키기 위해 메모리 대역폭을 확대하고 지연 시간을 최소화하여, AI 모델의 학습과 추론 속도를 높이는 데 기여할 것입니다.

3. 클라우드 컴퓨팅의 효율성 증대

클라우드 서비스 제공업체는 CXL을 통해 자원의 효율적인 분배와 확장이 가능해집니다. 이는 서비스의 유연성과 비용 효율성을 높여, 다양한 고객의 요구를 충족시키는 데 도움이 될 것입니다.

4. 하드웨어 제조업체의 새로운 기회

CXL 기술의 도입으로 메모리 모듈, 가속기, 인터커넥트 장비 등의 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 이는 하드웨어 제조업체들에게 새로운 시장 기회를 제공하며, 관련 기술 개발과 제품 출시를 촉진할 것입니다.

CXL의 전망과 과제

시장조사기관 욜그룹에 따르면, 세계 CXL 시장 규모는 2028년까지 약 150억 달러(한화 약 20조 원)에 이를 것으로 전망됩니다. 특히 이 중 80%인 120억 달러(한화 약 16조 원)가 CXL D램 시장이 차지할 것으로 예상됩니다. 

그러나 CXL 기술의 상용화에는 몇 가지 과제가 남아 있습니다. 인텔의 재무 위기로 인해 CXL 기술의 상용화가 지연되고 있으며, 엔비디아는 자체 기술인 NVLink를 선호하여 CXL 도입에 소극적인 태도를 보이고 있습니다. 

그럼에도 불구하고, 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 주요 반도체 기업들은 CXL 기술 개발과 투자를 지속하고 있습니다. 이러한 노력은 향후 CXL 시장의 성장과 정보산업 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.

CXL은 CPU와 메모리, 가속기 간의 효율적인 데이터 전송을 가능하게 하는 차세대 인터커넥트 기술로서, 정보산업의 다양한 분야에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 데이터 센터의 성능 향상, AI 및 머신러닝 분야의 발전, 클라우드 컴퓨팅의 효율성 증대 등 다양한 측면에서 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 앞으로 CXL 기술의 발전과 상용화에 따른 정보산업의 변화를 주목해야 할 것입니다.

 

CXL, 기존 D램 기술력과 차원 달라 중국 넘보기 쉽지 않아
‘제2의 HBM’ 상용화 나선 엔비디아…삼성·SK와 극비 협의

삼성전자와 SK hynix

 

 

미국의 압박과 중국의 추격 속에 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 업체들은 차세대 메모리 인터페이스 기술로 주목받는 CXL(Compute Express Link)같은 맞춤형 메모리 반도체 기술로 돌파구를 찾고 있다. 특히 이는 메모리 용량을 획기적으로 늘릴 수 있다는 점에서 ‘넥스트 HBM’으로 꼽힌다. 

 

24일 업계에 따르면 삼성전자와 SK하이닉스는 CXL 기반 D램에서는 가장 앞서 나가고 있어 관련 시장이 본격 형성되면 두 회사가 70% 이상의 시장점유율을 차지할 것으로 예상된다. 앞으로 CXL은 반도체 업계의 새로운 표준이 될 전망이다. 

 

SK하이닉스는 1분기 말 CXL 기반 D램인 ‘CMM(CXL Memory Module)-DDR5’를 양산할 계획이다. 지난해 미국에서 열린 ‘CXL DEVCON 2024’에서 CMM-DDR5를 선보이며 기존 DDR5 D램 대비 대역폭 50%, 용량 100% 향상을 강조했다.

 

삼성전자도 CXL 기반 메모리 상용화에 속도를 내고 있다. 최근 국립전파연구원의 전자파 적합성 평가를 통과하며 CXL 제품의 출시가 임박했다는 분석이 나온다. 삼성전자는 지난해 CXL 기반 메모리를 글로벌 반도체 학회인 MEMCON 2024와 GTC 2024에서 소개하며 시장 공략을 준비해왔다.

 

전문가들은 중국이 CXL 기반 D램까지 넘보기는 쉽지 않다고 분석했다. 기존의 D램 기술력과는 차원이 다른 기술이라, CXL 인터페이스를 이해하고 이에 맞는 고품질 D램을 적용해야 하며 소프트웨어와 하드웨어를 고도로 결합시켜야 하기 때문이다.

중국이 CXL 메모리까지 넘보기는 쉽지 않다는 게 전문가들의 분석이다. CXL 인터페이스를 이해하고 이에 맞는 고품질 D램을 적용해야 하기 때문이다. 소프트웨어와 하드웨어의 결합이다. 단순히 제조 역량만 받쳐준다고 따라올 수 없다는 것이다.

 

CXL은 중앙처리장치(CPU)와 그래픽처리장치(GPU) 등 각 반도체 칩의 연산을 위해 딸려 있는 메모리를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 차세대 인터페이스 기술이다. 현재는 각 칩이 소통하는 언어가 달라 CPU는 CPU의 메모리만, GPU는 GPU에 붙은 메모리만 활용할 수 있다.

 

이러한 기술적 특징 때문에 CXL 및 CXL 메모리가 각광받게 됐다. AI의 급격한 발전으로 AI 가속기와 이에 필요한 HBM 수요는 폭발하는데 HBM 공급이 따라가지 못한 탓이다.

다만 국내 기업들이 양산에 나서더라도 CXL 메모리 시장이 핵심 수익원이 되기까지는 다소 시일이 걸릴 전망이다. 아직도 엔비디아 GPU가 AI 칩의 주류기 때문이다. 

 

시장조사업체 욜인텔리전스에 따르면 CXL 시장은 2022년 170만달러에 불과했지만 2028년에는 158억달러로 커질 전망이다. 그중에서 CXL 기반 D램은 같은 기간 15억달러에서 125억달러로 급성장이 예상된다.

 

여기에 엔비디아는 자체 메모리 표준이자 차세대 메모리 모듈인 ‘SOCAMM’의 상용화를 위해 삼성전자와 SK하이닉스 등과 접촉하며 협의 중이다. 이르면 올해 말 양산 가능성이 제기되고 있다. 이는 AI PC 및 개인용 슈퍼컴퓨터 대중화를 위한 특수 D램 모듈로, 성공 시 메모리 반도체 업계에 큰 변화를 가져올 전망이다.

 

SOCAMM은 기존 SODIMM 대비 저전력·고효율 특성을 지닌 LPDDR5X를 기반으로 하며, 데이터 입출력(I/O) 수가 694개로 기존보다 월등히 많아 AI 연산 병목현상을 해결할 수 있다. 또 탈부착이 가능해 PC 성능 업그레이드가 용이하고, 기존 모듈보다 크기가 작아 동일 면적 대비 더 많은 D램을 탑재할 수 있는 점도 강점이다.

 

엔비디아의 SOCAMM 추진은 AI PC 시대를 앞당기려는 젠슨 황 CEO의 전략과 맞물려 있다. 그는 지난달 CES 2025에서 개인용 AI PC ‘디지츠(Digits)’를 공개하며 “이제 AI 없이는 할 수 있는 일이 거의 없다”며 “데이터 과학자와 AI 연구자 책상에 AI 슈퍼컴퓨터를 갖다놓을 수 있다면 이들이 AI 시대를 형성할 수 있는 힘을 얻게 된다”고 설명했다.

 

SOCAMM이 상용화되면 HBM에 버금가는 반도체 업계의 새로운 성장 동력이 될 가능성이 크다. 기존 HBM은 엔비디아의 AI용 GPU에서 필수적인 메모리로 자리 잡으며 메모리 반도체 시장의 구조를 재편했다. SOCAMM이 개인용 AI 시장을 겨냥한 새로운 표준으로 자리 잡으면, 또 한 번 메모리 산업의 지각변동이 예상된다.  

SOCAMM의 등장은 국내 반도체 업계에도 새로운 기회를 제공할 전망이다. 삼성전자와 SK하이닉스뿐만 아니라 심텍, 티엘비 등 국내 기판 업체들도 SOCAMM용 PCB(인쇄회로기판) 개발을 위해 엔비디아와 협력하고 있는 것으로 알려졌다.

 

CXL: 정보 산업의 혁신을 이끌 차세대 인터페이스 

 

CXL이란?

 

CXL의 정의와 핵심 개념

CXL(Compute Express Link)은 CPU, GPU, 메모리, 가속기 등 다양한 고성능 컴퓨팅 장치 간의 효율적인 상호 연결을 위한 개방형 인터페이스 표준입니다. 기존 PCIe 기반 인터페이스의 한계를 극복하고, 고대역폭, 저지연 시간, 메모리 일관성을 제공하여 차세대 컴퓨팅 환경을 지원합니다.

 

 

 

CXL의 등장 배경과 필요성

  • 데이터 폭증: 빅데이터, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅 등 데이터 중심 애플리케이션의 급증으로 데이터 처리량과 메모리 용량에 대한 요구가 폭발적으로 증가했습니다.
  • 기존 인터페이스의 한계: 기존 PCIe 기반 인터페이스는 메모리 확장 및 공유에 제약이 있어 고성능 컴퓨팅 시스템의 효율성을 저해했습니다.
  • 이종 컴퓨팅 환경: CPU, GPU, FPGA 등 다양한 이종 컴퓨팅 장치의 통합 및 효율적인 협업이 중요해짐에 따라 새로운 인터페이스 표준의 필요성이 대두되었습니다.

CXL의 주요 특징과 장점

  • 고대역폭 및 저지연 시간: PCIe 5.0 기반으로 최대 32GT/s의 전송 속도를 제공하여 데이터 병목 현상을 최소화합니다.
  • 메모리 일관성: CPU와 연결된 장치 간의 메모리 일관성을 유지하여 데이터 처리 효율성을 향상시킵니다.
  • 메모리 확장 및 풀링: 메모리 용량을 유연하게 확장하고, 여러 장치 간의 메모리를 공유하여 자원 활용도를 극대화합니다.
  • 이종 컴퓨팅 지원: 다양한 이종 컴퓨팅 장치를 효율적으로 연결하고 협업을 지원합니다.
  • 개방형 표준: CXL 컨소시엄을 통해 개방형 표준으로 개발되어 다양한 기업의 참여와 혁신을 촉진합니다.

 

CXL Memory의 동작 특징

 

 

2. CXL의 기술적 이해

CXL의 아키텍처와 프로토콜

CXL은 PCIe 물리 계층을 기반으로 3가지 프로토콜 (CXL.cache, CXL.memory, CXL.io)을 지원합니다.

  • CXL.cache: CPU와 연결된 장치 간의 캐시 일관성을 유지합니다.
  • CXL.memory: 메모리 확장 및 풀링을 지원합니다.
  • CXL.io: 기존 PCIe 장치와의 호환성을 제공합니다.

CXL의 주요 기능

  • 메모리 확장: CXL 메모리 확장 장치를 통해 시스템 메모리 용량을 유연하게 확장할 수 있습니다.
  • 메모리 풀링: 여러 장치 간의 메모리를 공유하여 자원 활용도를 극대화하고 메모리 효율성을 향상시킵니다.
  • 가속기 연결: GPU, FPGA 등 가속기를 CPU와 효율적으로 연결하여 데이터 처리 성능을 향상시킵니다.

CXL의 종류와 버전별 특징

  • CXL 1.0: 기본적인 메모리 확장 및 가속기 연결 기능을 제공합니다.
  • CXL 2.0: 메모리 풀링, 영구 메모리 지원 등 기능을 강화했습니다.
  • CXL 3.0: 대역폭 증가, 스위칭 기능, 향상된 메모리 풀링 등 더욱 강력한 기능을 제공합니다.

3. CXL이 정보 산업에 미치는 영향

데이터 센터 및 클라우드 컴퓨팅

  • 메모리 용량 및 대역폭 확장: 대규모 데이터 처리 및 분석을 위한 메모리 용량 및 대역폭을 확장하여 데이터 센터 성능을 향상시킵니다.
  • 자원 활용도 극대화: 메모리 풀링을 통해 서버 자원 활용도를 극대화하고 데이터 센터 운영 효율성을 향상시킵니다.
  • 데이터 처리 성능 향상: 가속기 연결을 통해 데이터 처리 성능을 향상시키고 클라우드 컴퓨팅 서비스 품질을 향상시킵니다.

인공지능 및 머신러닝

  • 대규모 모델 학습 지원: 대규모 인공지능 모델 학습에 필요한 메모리 용량 및 대역폭을 제공합니다.
  • 데이터 처리 속도 향상: 데이터 처리 속도를 향상시켜 인공지능 모델 학습 및 추론 시간을 단축합니다.
  • 이종 컴퓨팅 환경 최적화: CPU, GPU, FPGA 등 다양한 이종 컴퓨팅 장치를 효율적으로 연결하여 인공지능 워크로드 성능을 최적화합니다.

고성능 컴퓨팅 (HPC)

  • 대규모 시뮬레이션 지원: 과학 시뮬레이션, 기상 예측 등 대규모 HPC 워크로드에 필요한 메모리 용량 및 대역폭을 제공합니다.
  • 데이터 처리 성능 극대화: 데이터 처리 성능을 극대화하여 복잡한 계산 및 시뮬레이션 시간을 단축합니다.
  • 이종 컴퓨팅 환경 지원: 다양한 이종 컴퓨팅 장치를 효율적으로 연결하여 HPC 시스템 성능을 최적화합니다.

엣지 컴퓨팅

  • 실시간 데이터 처리: 엣지 환경에서 발생하는 대량의 데이터를 실시간으로 처리하고 분석합니다.
  • 저지연 시간 서비스 제공: 저지연 시간 서비스를 제공하여 자율주행, 스마트 팩토리 등 다양한 엣지 컴퓨팅 애플리케이션을 지원합니다.
  • 자원 제약 극복: 엣지 환경의 자원 제약을 극복하고 효율적인 데이터 처리 및 분석을 지원합니다.

4. CXL 관련 주요 기업 및 생태계

CXL 컨소시엄 및 주요 회원사

CXL 컨소시엄은 Intel, AMD, NVIDIA 등 주요 기업을 포함하여 250개 이상의 회원사를 보유하고 있습니다. 컨소시엄은 CXL 표준 개발 및 확산을 주도하고 있습니다.

 

CXL 관련 제품 및 솔루션 동향

  • CXL 메모리 확장 장치: 삼성전자, SK하이닉스 등 메모리 기업들이 CXL 메모리 확장 장치를 개발하고 있습니다.
  • CXL 스위치: Microchip, Astera Labs 등 기업들이 CXL 스위치를 개발하고 있습니다.
  • CXL 기반 시스템: Dell, HPE 등 서버 기업들이 CXL 기반 시스템을 개발하고 있습니다.

CXL 생태계 전망

CXL 생태계는 지속적으로 확장될 것으로 전망됩니다. 다양한 기업들의 참여와 혁신을 통해 CXL 기술은 더욱 발전하고 다양한 애플리케이션에 적용될 것입니다.

5. CXL 관련 SEO 최적화 전략

핵심 키워드 분석 및 활용

  • CXL, Compute Express Link, 메모리 확장, 메모리 풀링, 가속기 연결 등 핵심 키워드를 분석하고 콘텐츠에 적절히 활용
  • 롱테일 키워드 (CXL 메모리 확장 장치, CXL 스위치 등)를 활용하여 검색 엔진 최적화를 강화합니다.

고품질 콘텐츠 제작 및 관리

  • CXL 기술, 동향, 전망 등 유익하고 전문적인 콘텐츠를 제작합니다.
  • 최신 정보를 반영하고 지속적으로 콘텐츠를 업데이트합니다.
  • 이미지, 동영상 등 다양한 멀티미디어 콘텐츠를 활용하여 사용자 참여도를 높입니다.

내부 및 외부 링크 최적화

  • 관련 콘텐츠 간의 내부 링크를 연결하여 사용자 이동 경로를 최적화합니다.
  • 신뢰할 수 있는 외부 사이트와의 링크를 통해 콘텐츠 신뢰도를 높입니다.

사용자 경험 (UX) 개선

  • 모바일 친화적인 디자인을 적용c

CXL은 CPU와 메모리, 가속기 간의 효율적인 데이터 전송을 가능하게 하는 차세대 인터커넥트 기술로서, 정보산업의 다양한 분야에 혁신적인 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 데이터 센터의 성능 향상, AI 및 머신러닝 분야의 발전, 클라우드 컴퓨팅의 효율성 증대 등 다양한 측면에서 긍정적인 영향을 미칠 것입니다. 앞으로 CXL 기술의 발전과 상용화에 따른 정보산업의 변화를 주목해야 할 것입니다.