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챗GPT발 데이터센터 고도화...고효율 반도체가 '견인'
챗GPT발 데이터센터 고도화...고효율 반도체가 '견인'
  • 차종환 기자
  • 승인 2023.06.02 17:09
  • 댓글 0
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AI 수요 폭발…서버 투자 ‘본궤도’
초고성능 GPU∙차세대 D램 봇물
주요 서버 호환성 인증 활발
삼성전자의 16Gb DDR5 D램. [사진=삼성전자]
삼성전자의 16Gb DDR5 D램. [사진=삼성전자]

[정보통신신문=차종환기자]

인공지능(AI) ‘챗GPT’의 전세계적인 흥행이 데이터센터에 대한 투자로 이어지는 가운데, 차세대 반도체가 고도화의 핵심 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.

챗GPT를 필두로 글로벌 AI 시장이 폭발적으로 성장하면서 AI의 핵심 인프라로 평가받는 데이터센터 고도화가 본궤도에 올랐다.

데이터센터의 고도화는 곧 기존 서버의 업그레이드로 요약된다.

우선, 서버에 들어가는 그래픽처리장치(GPU) 수요가 공급을 앞지르고 있다는 분석이다.

GPU는 AI 연산처리를 담당하는 핵심부품으로, 미국의 엔비디아가 세계 시장을 거의 독점하다시피 하고 있다. 젠슨 황 엔비디아 CEO는 최근 열린 컨퍼런스콜을 통해 올해 GPU 수요 증가세가 가파르다고 언급했다.

엔비디아는 ‘호퍼’ 아키텍처 기반 GPU 플랫폼을 선보이고 있다. AI 비디오, 이미지 생성, 거대언어모델(LLM) 모델 배포, 실시간 추천 시스템에 이르기까지 주요 AI 추론 영역을 위한 단일 아키텍처 기반 4개의 플랫폼을 포함하고 있다.

특히 ‘H100 NVL’ GPU는 챗GPT와 같은 실시간 LLM 추론 환경에 효과적이다. PCIe 버스 기반의 폼팩터로 설계돼 다양한 범용 서버에서 사용할 수 있고 기존 ‘HGX A100’ 대비 10배의 성능을 제공한다는 설명이다.

‘H100’ PCIe와 비교하면 GPU 메모리는 기존 80GB보다 2.4배 늘어난 188GB, GPU 메모리 대역폭은 HBM3(High Bandwidth Memory)를 사용해 기존보다 3.8배 높아진 7.8TB/s를 제공한다.

HBM3는 SK하이닉스가 공급하고 있다. HBM은 여러 개의 D램을 수직으로 연결해 기존 D램보다 데이터 처리 속도를 높인 고부가·고성능 제품이다.

SK하이닉스는 지난 4월, AI 수요에 대응하기 위한 24GB급 HBM3를 선보였다.

어드밴스드 MR-MUF 기술을 통해 공정 효율성과 제품 성능 안정성을 강화했고, TSV 기술을 활용해 기존 대비 40% 얇은 D램 단품 칩 12개를 수직으로 쌓아 16GB 제품과 같은 높이로도 24GB 제품을 구현하는 데 성공했다.

이밖에도 SK하이닉스는 현존 D램 중 가장 미세화된 10나노급 5세대 기술 개발을 완료하고, 이 기술이 적용된 서버용 DDR5를 인텔의 서버용 플랫폼인 ‘제온 스케일러블 플랫폼’ 호환성 인증에 돌입했다.

인텔에 제공된 DDR5 제품은 동작속도가 6.4Gbps로 현존 DDR5 중 최고 속도이며, 이는 DDR5 초창기 시제품 보다 데이터 처리 속도가 33% 향상된 것이라는 설명이다.

또한 HKMG(High-K Metal Gate) 공정을 적용해 전력 소모를 20% 이상 줄였다.

삼성전자도 12나노급 공정으로 16Gb DDR5 D램 양산을 시작했다.

이전 세대 제품보다 소비 전력이 약 23% 개선돼 데이터센터의 전력 운영효율을 높일 수 있다는 설명이다.

유전율(K)이 높은 신소재를 적용해 전하를 저장하는 커패시터의 용량을 늘렸다. D램의 커패시터 용량이 늘어나면 데이터 신호의 전위차가 커져 구분이 쉬워진다. 이는 데이터가 확실하게 구분돼 오류가 발생하지 않는 효과를 발휘한다.

DDR5 규격의 12나노급 D램은 최고 동작 속도 7.2Gbps를 지원한다.

삼성전자는 고객 수요에 맞춰 12나노급 D램 라인업을 지속적으로 확대해 데이터센터∙인공지능∙차세대 컴퓨팅 등 다양한 응용처에 공급할 계획이라고 밝혔다.



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