삼성전자, 세계최초 '4기가바이트 HBM D램' 양산

조경렬 기자

삼성전자가 현존하는 최고 속도의 D램보다 7배 이상 빠른 차세대 '4기가바이트(GB) HBM2(고대역폭 메모리, High Bandwidth Memory) D램’을 본격 양산한다.

HBM D램은 TSV(Through Silicon Via: 실리콘관통전극) 기술을 적용해 D램 칩에 5천개 이상의 구멍을 뚫고 상하를 연결함으로써 기존의 금선을 이용한 D램 패키지에 비해 데이터 처리속도를 혁신적으로 끌어올린 제품으로 차세대 초고성능 컴퓨팅 시스템에 최적의 솔루션을 제공한다.

삼성전자가 이번에 양산한 HBM D램은 2세대 HBM규격(HBM2)을 만족하는 제품으로 기존 1세대 규격보다 2배 빠른 속도를 갖추었고 '초절전, 초슬림, 고신뢰성'까지 구현해 차세대 그래픽카드와 초고성능 컴퓨팅 환경이 요구하는 특징을 모두 만족시키는 제품이다.

삼성전자는 작년 10월 '128기가바이트 DDR4(Double Data Rate 4) D램 모듈'을 양산하며 초고속 메모리 시장을 크게 확대한 지 2개월 만에 '2세대 HBM D램' 양산에 성공하며 차세대 그래픽 D램 시장을 선점했다.

이번 4기가바이트 HBM D램은 삼성전자의 최신 20나노 공정을 적용한 8기가비트(Gb) HBM2 D램 4개로 이루어져 있으며 1개의 버퍼칩 위에 4개의 코어칩을 적층하고 각 칩을 TSV 접합볼(Bump, 범프)로 연결한 구조다.

특히 8기가비트(Gb) HBM2 D램 칩은 높은 대역폭으로 속도를 향상 시킬 수 있도록 기존 8기가비트 TSV DDR4보다 36배 이상 많은 5천여 개의 구멍을 뚫는 고난이도 TSV 기술을 적용했다.

4기가바이트 HBM2 D램은 초당 256기가바이트의 데이터를 전송해, 현재 개발된 D램 중 가장 빠른 4기가비트 GDDR5(9Gbps)보다 7배 이상 많은 데이터를 처리하며, 와트당 데이터 전송량을 2배 높여 전력소모도 크게 줄였다.

TSV기술을 적용한 적층 형태의 HBM2 D램은 그래픽카드 등에 탑재될 경우 평면상에 D램을 배열해야 하는 GDDR5 대비 D램 실장면적을 95% 이상 줄일 수 있다.

예를 들어 8GB 그래픽카드에 8Gb GDDR5를 탑재할 경우 8개의 칩을 평면상에 넓게 배열해야 되지만 4GB HBM2 D램은 단 두개의 칩만으로도 구성이 가능해 그래픽카드에서 D램이 차지하는 공간을 대폭 줄일 수 있다.

삼성전자는 금년 상반기에 용량을 2배 올린 '8기가바이트 HBM2 D램’도 양산할 계획이며, 차세대 초고해상도 그래픽카드에 최적의 솔루션을 제공할 것으로 기대된다.