송재혁 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문 최고기술책임자(CTO) 사장이 2일 대만 컴퓨텍스 전시에서 5세대 고대역폭 메모리(HBM5)에 대해 설명하고 있다.(사진제공=삼성전자)인공지능(AI) 시장 확대와 함께 고대역폭메모리(HBM)의 중요성이 커지는 가운데 삼성전자와 SK하이닉스가 차세대 HBM5에 적용할 발열 저감 기술을 공개하며 기술 경쟁에 나섰다.
HBM은 AI 연산 성능을 높이기 위해 적층 단수를 늘리고 데이터 처리 속도를 향상시키고 있지만, 성능 향상에 따른 발열 증가가 주요 과제로 지적돼 왔다. 이에 양사는 차세대 제품부터 새로운 열관리 기술을 도입해 시스템 안정성과 운영 효율을 높이겠다는 전략을 제시했다.
삼성전자는 2일 대만에서 열린 컴퓨텍스 전시회에서 HBM5 실물 모형을 처음 공개했다. 현장에서 발표에 나선 송재혁 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 부문 최고기술책임자(CTO) 사장은 HBM5 시대를 겨냥한 열관리 기술인 HPB(Heat Path Block)를 소개했다.
HPB는 메모리 내부 PHY(Physical Layer) 영역에서 발생하는 열을 효율적으로 분산하고 외부로 방출하기 위해 설계된 기술이다. 별도의 열 전달 경로를 추가해 열 저항을 낮추고 고성능 환경에서도 안정적인 작동을 지원하는 것이 특징이다.
삼성전자는 최근 샘플 출하를 시작한 HBM4E 제품에서 HPB 기술 구현과 검증을 완료했으며, 향후 HBM5에 본격 적용해 성능과 신뢰성을 높여 나간다는 계획이다.
SK하이닉스도 발열 제어 기능을 강화한 ‘iHBM’ 기술을 공개했다. 이 기술은 HBM 패키지 내부에 일체형 냉각 요소인 ICE를 탑재해 발열이 집중되는 D2D PHY 영역에 전용 열 배출 경로를 형성하는 방식이다.
SK하이닉스가 공개한 'iHBM 설루션' 개념도. (사진=SK하이닉스 제공)
회사 측은 iHBM 적용 시 기존 제품 대비 열저항을 30% 이상 낮출 수 있으며, 고온·고부하 환경에서도 안정적인 성능을 유지할 수 있다고 설명했다. 또한 이미 검증된 제조 공정을 활용해 대량 생산성과 고객 시스템과의 설계 호환성도 확보했다고 밝혔다.
업계에서는 AI 데이터센터와 고성능 컴퓨팅(HPC) 시장이 빠르게 성장하면서 단순한 성능 경쟁을 넘어 발열 제어와 전력 효율성이 차세대 메모리 경쟁력의 핵심 요소로 부상하고 있다고 보고 있다.
삼성전자와 SK하이닉스는 각각 HPB와 iHBM 기술을 HBM5 세대부터 적용해 초고대역폭·초고집적 환경에서 요구되는 열관리 수준을 충족하고 AI 메모리 시장 주도권 확보에 나설 방침이다.
SK하이닉스가 공개한 'iHBM 설루션' 개념도. (사진=SK하이닉스 제공)