저자: 세상읽어주는남자 · 한국인
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엔비디아가 그래픽 D램으로 삼성 대신 마이크론 GDDR6X를 택한 것은 삼성 기술력 문제가 아니라 엔비디아-마이크론 공동개발 관계와 미국 업체 가산점 때문이라고 설명. 그래픽 D램은 전체 D램의 약 6~7% 수준으로 시장이 작지만 AI·차세대 응용으로 수요 증가 전망. HBM과 비교해 대역폭·단가 차이를 짚음.
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아녕하세요, 세상읽어주는남자입니다. 오늘은 그래픽 D램에 대해 말씀드리겠습니다. 이 주제를 고른 이유는 엔비디아 때문입니다. 지난 방송에서 삼성이 엔비디아의 차세대 GPU '암페어' 물량을 전량 수주하는 데 성공하면서, 삼성 파운드리가 공정 경험을 쌓고 한 단계 도약할 것이라고 말씀드렸습니다. 그런데 관련 외신을 유심히 보신 분들은 엔비디아가 그래픽 D램으로 삼성이 아닌 마이크론 제품을 쓴다는 것을 아셨을 겁니다. 보기에 따라서는 최고 D램 기업이라는 삼성의 악재로 여겨질 수 있다는 생각이 들었습니다.
특히 올해는 그래픽 D램이 GDDR5에서 GDDR6로 전환하는 단계에 있습니다. GDDR6는 GDDR5 대비 최고 속도가 2배 빠르고, 동작 전압은 10% 이상 낮습니다. 이번에 엔비디아의 그래픽 D램을 놓친 삼성을 어떻게 봐야 할지 차근차근 따져 보겠습니다.
사실 그래픽 D램은 D램 시장에서 차지하는 비중이 크지 않습니다. 전체 D램 생산량에서 그래픽 D램은 7% 정도에 불과합니다. 대략적으로 보면 모바일 D램이 30% 조금 넘고, 서버용 D램과 PC용 D램이 각각 30% 정도를 차지합니다. 나머지가 그래픽 D램인데, 비중이 한 자릿수에 그치는 셈입니다. 주로 게임 전용 PC 등에 들어간다고 보면 크게 틀리지 않습니다.
하지만 GPU가 있으면 항상 그래픽 D램이 붙어 있어야 합니다. GPU가 올바르게 작동하려면 그래픽 D램이 필수이기 때문입니다. 이는 CPU가 제대로 작동하도록 옆에 D램이 항상 붙어 있는 것과 같은 이치입니다.
유심히 봐야 할 점은 엔비디아가 이번 지포스 RTX 30 시리즈에 탑재하는 그래픽 D램이 GDDR6가 아니라 GDDR6X라는 점입니다. 삼성은 그동안 GDDR6를 내놓은 적은 있어도 GDDR6X를 출시한 적은 없습니다. 삼성의 기술력이 달려서 출시를 포기한 것은 아닐 겁니다. 삼성은 마이크론보다 D램 제조 기술력이 앞서 있는 최고 기업이기 때문입니다.
그렇다면 왜 삼성은 GDDR6X를 만들지 않았을까요? 바로 GDDR6X가 엔비디아가 마이크론과 손잡고 만든, 사실상의 맞춤형 그래픽 D램이기 때문입니다. 여기서 착각하시면 안 되는 것이 있습니다. 기본적으로 D램은 표준화된 규격 제품입니다. 특정 기업만을 위한 맞춤형 칩이 아니라는 뜻입니다.
그럼에도 GDDR6X를 사실상 엔비디아를 위한 맞춤형 칩으로 보는 이유가 있습니다. 엔비디아 말고는 거의 쓰지 않는 칩이기 때문입니다. GDDR6X는 GDDR6에서 진화한 버전으로 보시면 됩니다. GDDR6와 동일한 플랫폼을 사용하지만 더 빠른 데이터 전송 속도와 높은 대역폭을 제공합니다. 덕분에 GPU 업체들은 기존 보드 디자인을 크게 바꾸지 않고도 그래픽카드를 설계할 수 있습니다.
마이크론이 삼성과 SK하이닉스가 하지 않는 GDDR6X를 내놓은 것은 엔비디아가 마이크론에게 함께 연구개발해서 제품을 내놓자고 요구했기 때문입니다. 이전 세대인 GDDR5의 경우에도 마이크론이 GDDR5X를 개발해 내놓았는데, 그때도 엔비디아의 요구가 있었습니다.
즉 삼성이 엔비디아의 그래픽 D램을 놓친 것은 엔비디아와 마이크론 간의 오랜 협력 관계를 알고 보면 충분히 예상할 수 있는 일입니다. GDDR6X는 시장의 요구에 맞춰 개발된 그래픽 D램으로 보는 게 맞습니다. 마이크론도 엔비디아가 같이 하자고 했기 때문에 이 제품을 개발했을 뿐, 실력이 삼성보다 나아서 GDDR6X를 내놓은 게 아니라는 뜻입니다.
앞서 말씀드린 대로 그래픽 D램은 전체 D램 생산량의 6~7% 정도로 아직 시장이 크지 않습니다. 삼성으로서는 투자를 덜 했을 수도 있습니다. 그러다 보니 삼성이 아니라 마이크론이 엔비디아의 파트너가 된 것으로 보입니다. 정리하면, 엔비디아가 마이크론을 선택해서 삼성이 기회를 놓쳤다고 보는 게 맞을 것입니다. 기술력에 따른 결과는 아니라는 뜻입니다.
엔비디아가 마이크론을 선택한 데는 오랜 협력 관계가 가장 큰 이유일 겁니다. 여기에 마이크론이 미국 업체라는 점에서 가산점이 주어졌을 가능성도 있다고 봅니다.
기본적으로 그래픽 D램은 높은 데이터 전송 속도와 낮은 전력 소비를 요구하기 때문에 설계가 어렵습니다. 그런데도 그래픽 D램은 그래픽카드에만 한정되어 쓰였지만, 이제는 대부분의 차세대 사업 분야에서 꼭 필요한 반도체가 되었습니다. 삼성, SK하이닉스, 마이크론 등 D램 빅3 외에는 접근하기도 어렵습니다. 앞으로 게임 하드웨어의 수준이 높아지고 고성능 게임기가 계속 출시되고 있는 만큼, GDDR 수요는 늘어날 것입니다.
마지막으로 그래픽 D램과 고대역폭 메모리인 HBM을 비교해 보겠습니다. 사실 비교 자체가 무의미할 수도 있습니다. 그래도 그래픽 D램이 일반적인 컴퓨팅 환경에서 그래픽카드를 지원하는 D램이라면, HBM은 특수 목적용으로 사용됩니다. HBM은 제작 과정이 일반 D램보다 훨씬 까다롭습니다. 뛰어난 적층 기술이 필요해서 패키징 기술이 중요합니다. 진정한 고부가 제품이라 할 수 있습니다. 그래픽 D램과 HBM 모두 고성능 연산이 가능한 GPU를 지원하는 용도로 쓰이지만, HBM이 훨씬 더 고차원의 프로세스를 지원한다고 보시면 됩니다. 머신러닝과 슈퍼컴퓨터, AI에 준하는 프로세스를 위한 맞춤형 D램이 바로 HBM입니다.
비유하자면 HBM2가 한 번에 1024개 차선이 있는 고속도로라면, GDDR은 64개 차선 10개를 합쳐도 128차선 정도에 그칩니다. 성능 자체가 다릅니다. 다만 단가 차이가 크기 때문에 모든 제품에 HBM을 쓸 필요는 없습니다.
오늘은 엔비디아의 그래픽 D램 선택을 계기로 그래픽 D램에 대해 살펴봤습니다. 감사합니다.
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