SK하이닉스, MCR DIMM, 서버용

SK하이닉스가 최초, 최고의 가치를 또 한 번 만들어 냈다. 세계 최초로 서버용 D램 메모리, ‘DDR5 MCR DIMM*샘플 개발에 성공하면서 서버용 D램의 성능을 비약적으로 끌어올린 것이다. 특히 MCR DIMMDDR5의 동작 속도를 높이기 위해 D램 단품의 동작 속도에만 집중했던 기존의 개념을 깨고 D램 단품에 특정 모듈을 추가해 속도를 높이는 새로운 개념을 도입한 것이 가장 큰 특징이다. 이렇게 개발된 MCR DIMM의 동작 속도는 8Gbps(기가비트) 이상으로, 기존 서버용 D램의 4.8Gbps보다 80% 이상 속도 향상을 이뤄냈다. 이는 전 세계 서버용 D램 중 가장 빠른 속도다.

세계 최고의 제품을 세계 최초로 개발해낸 SK하이닉스는 명실상부 서버용 D램 시장의 리더임을 다시 한번 증명했다. SK하이닉스는 최근 반도체 업계의 다운턴 상황을 이겨낼 승부처를 서버용 메모리 시장으로 보고, 이 분야 기술 경쟁력을 높이는데 주력하고 있다. 그 누구도 시도하지 않는 방법으로 누구도 만들어내지 못한 혁신을 이뤄낸 SK하이닉스 구성원들은 새로운 길을 개척하는 일은 아무리 힘들어도 충분한 가치가 있다며 도전 정신의 중요성을 강조했다. 더 나은 미래를 위해 서버용 D램 개발에 나서겠다고 밝힌 MCR DIMM의 개발 주역들을 만나봤다. DRAM상품기획 김홍배 PL, DRAM상품기획 김영준 TL, DRAM AE 이종연 TL을 소개한다.

* MCR DIMM(Multiplexer Combined Ranks Dual In-line Memory Module): 여러 개의 D램이 기판에 결합한 모듈 제품으로, 모듈의 기본 정보처리 동작 단위인 랭크(Rank)** 2개가 동시 작동돼 속도가 향상된 제품

** 랭크(Rank): D램 모듈에서 CPU로 내보내는 기본 데이터 전송 단위의 묶음. 보통 64바이트(Byte)의 데이터가 한 묶음 단위가 돼 CPU에 전송됨.
이미지-크롭▲ MCR DIMM의 개발 과정에 관해 이야기를 나누고 있는 개발 주역 김홍배 PL, 이종연 TL, 김영준 TL(좌측부터) 

디지털로 전환될 미래, 서버용 D램은 핵심 인프라

최근 우리 사회는 디지털 전환이 더욱 가속화되고 있다. 우리가 알고 있는 모든 정보는 디지털상에서 생성되고 기록되며 공유된다. 우리는 이것을 디지털 전환(Digital Transformation, DT)이라 부른다. 서버용 D램은 디지털 세상을 구축하는 핵심 인프라이기에 SK하이닉스가 개발한 MCR DIMM이 갖는 의미는 남다르다.

MCR DIMM 개발을 진두지휘한 김홍배 PL(DRAM상품기획)은 서버용 D램의 중요성에 대해 이렇게 설명했다. “현실에서 효율적으로 물류를 운반하기 위해선 더 넓고 쾌적한 고속도로와 더 빠르고 안전한 화물차가 필요하겠죠? 이런 걸 우리는 물류 인프라라고 부르는데요. 서버용 D램이 하는 역할도 화물차와 비슷합니다. 데이터가 더 빠르고 원활하게 이동할 수 있도록 하는 것이죠. 이 때문에 저는 서버용 D램이야말로 디지털을 구축하는 핵심 인프라라고 생각하고 있습니다.”

PL은 이어 인프라 관점으로 봤을 때 이번에 개발에 성공한 MCR DIMM이 갖는 의미는 아주 큽니다. 폭발적으로 늘어나는 데이터를 더 빠르고 안정적으로 처리할 수 있는 D램이 개발된 것이거든요. 기존에 사용되던 서버용 D램 모듈과 비교하면 80% 이상 성능향상을 이뤄냈는데요. 이는 지금까지 본 적 없던 이례적인 성과입니다라고 설명했다.

이미지_5_1000▲서버용 D램에 있어서는 SK하이닉스가 최고의 기술력을 보유하고 있음을 설명하는 김홍배 PL

김영준 TL(DRAM상품기획)은 가까운 미래에 폭발적으로 늘어날 데이터에 대응할 수 있다는 점에 큰 의미를 두었다. “우리가 앞으로 만들어낼 데이터는 폭발적으로 늘어날 것으로 생각해요. 당연히 D램이 처리해야 하는 데이터도 늘어나겠죠. 만약 8K TV가 각 가정에 보급되는 날이 오면 어떨까요? 모든 가정에 8K 수준의 스트리밍 영상을 공급하기 위해 미디어 서버에서는 엄청난 양의 데이터를 처리해야 하거든요. 당연히 더 많은 데이터를 처리할 수 있는 하드웨어가 필요할 것입니다. 문제는 영상 분야만 이렇게 발전하지 않을 것이라는 사실이죠. 우리는 현재 금융을 비롯해 쇼핑, 여행, 문화, 교통, 비즈니스 등 모든 분야가 디지털상에서 이뤄지는 디지털 전환의 시대를 맞고 있는데요. 결국에는 개개인의 모든 생활권이 데이터화되고, 이런 데이터를 처리하기 위한 서버는 더욱 높은 수준의 시스템과 하드웨어를 요구하게 될 것입니다. SK하이닉스는 이러한 미래 수요에 대한 선제 대응을 완료했다고 자신 있게 말할 수 있습니다.”

MCR DIMM의 테스트를 진행했던 이종연 TL(DRAM AE) 역시 MCR DIMM 개발 성공에 자긍심을 보여주었다. TL지금까지도 SK하이닉스는 서버용 D램 시장에서 강한 모습을 보여왔지만, MCR DIMM의 개발 성공으로 인해 서버용 D램은 SK하이닉스가 최고라는 점을 다시 한번 알리는 계기가 됐습니다라며 앞서 두 분이 말씀해주신 것과 같이 MCR DIMM이 변화시킬 미래가 정말 기대됩니다라고 소감을 밝혔다.

비약적인 성능향상 이뤄낸 SK하이닉스, 서버용 D램 시장 정점에 서다

MCR DIMM의 개발이 갖는 의미는 단순히 더 나은 제품을 만들었다는 데 그치지 않는다. 보통, DDR5 D램의 경우 업계에서 새로운 세대의 제품을 개발할 때 이전 세대 대비 800Mbps 정도의 성능 향상 폭을 가져가는 것이 일반적이다. 예를 들어 4,800Mbps 동작 속도의 D램이 있다면 다음 세대는 800Mbps 빨라진 5,600Mbps 수준의 D램이 개발돼야 했다. 하지만 SK하이닉스는 8,000Mbps 이상의 동작 속도를 자랑하는 MCR DIMM 개발에 성공하며 또 한 번의 혁신을 이룬 것이다.

SK하이닉스, MCR DIMM, 서버용 D램, Data Burffer▲ 세계 최고속 서버용 D램 제품 MCR DIMM의 동작 구조

김홍배 PLMCR DIMM의 성능 혁신에 대해 이렇게 말했다. “서버용 D램의 경우 세대별로 성능 향상 폭이 고정돼 있었지만, 서버용 CPU(Central Processing Unit, 중앙처리장치)의 발전 속도는 이보다 빠를 것이라는 전망이 나왔거든요. CPU의 연산 속도와 D램의 데이터 처리 속도가 급격하게 차이가 생기면 결국 병목현상*이 발생할 수 있기 때문에 이러한 차이를 예방하는 것이 중요했습니다. 지금까지와는 다른 새로운 시도를 통해 비약적인 성능 향상을 이룬 것이죠.”

*병목현상(Bottle Neck): 병목 현상은 도로 폭의 정도가 상이한 다리나 터널 입구 등에서 교통 신호 대기 시간으로 인해 차량의 소통이 정체되는 현상을 말한다. 컴퓨터 분야에서는 시스템의 성능이 지연되고 프로세스의 전체적인 효율이 감소하는 현상을 의미하는데, 보통 컴퓨터를 이루는 제품별 등급이 맞지 않을 때 발생한다.

이제 새롭게 시도된 기술과 개발 과정의 비하인드 스토리를 직접 들어봤다.

이미지_3_1000▲김영준 TL이 새롭게 개발에 성공한 MCR DIMM의 샘플을 들고 적용 기술에 대해 설명하고 있다.

김영준 TL “MCR DIMM 개발 과정에서는 동작 속도를 높이기 위해 새로운 개념을 도입했는데요. 기존 DDR5 D램 단품을 변경 없이 그대로 사용하되 모듈의 동작 단위인 랭크를 동시에 2개 작동하도록 설계했습니다. 1개의 랭크에서 64바이트의 데이터가 전송되는데 2개의 랭크를 동시에 작동하도록 하면서 한 번에 128바이트의 데이터를 전송할 수 있게 된 것이죠. 여기에 사용된 것이 데이터 버퍼*입니다. 2개의 랭크에서 전송하는 64바이트의 데이터를 데이터 버퍼가 합쳐서 한 번에 128바이트로 전송해주는 것이죠.”

* 버퍼(Buffer): D램 모듈 위에 같이 탑재돼 D램과 CPU 사이의 신호 전달 성능을 최적화하는 부품. 고성능과 안정성이 요구되는 서버용 D램 모듈에 주로 탑재된다. 

김영준 TL특히 이번 개발은 글로벌 기업인 미국의 인텔(Intel)과 일본의 르네사스(Renesas)와의 협업이 중요한 역할을 했다고 말했다. 서버용 CPU를 개발하는 인텔과 MCR DIMM에 적용된 데이터 버퍼를 개발한 르네사스가 협업해 최적의 시너지를 만들어 냈다는 것이다.

남들이 시도하지 않는 도전, 혁신이라는 이름으로 꽃 피우다

MCR DIMM 개발은 지금까지 그 누구도 시도하지 않았던 방법이었기 때문에 더욱 많은 어려움이 있었다. 설계를 비롯한 테스트 과정도 모두 처음 경험해보는 일이었다. 표준이 없는 상태에서 개발하는 차별화 제품이기 때문에 사실상 모든 것을 새롭게 개척하는 일이었다.

이미지_4_1000▲MCR DIMM 샘플을 보며 당시 기존 개념을 깬 테스트 프로그램을 만드는 과정의 에피소드를 말하고 있는 이종연 TL

Q. 제품 개발에 있어 특별히 기억나는 어려움이 있었나요?

이종연 TL “MCR DIMM의 경우 완전히 새로운 테스트 환경을 구축하는 것부터 쉽지 않았어요. 사실 기존의 제품들은 새로운 세대를 개발할 때 어느 정도의 성능이 나온다는 목표치가 있잖아요. DDR의 경우 800Mbps씩 성능향상을 기대할 수 있는 것처럼요. 근데 이번 제품은 참고할 수 있는 자료나 정보가 전혀 없는 상황에서 이런 목표 환경을 꾸미는 것 자체가 매우 어려웠습니다. 개념만 가지고 개발을 할 수는 없으니까요. 개념을 세우고 이를 현실화하기 위한 테스트 프로그램과 환경을 만드는 일이 정말 어려웠습니다. 그럼에도 이렇게 성공적으로 개발에 성공하여 SK하이닉스가 서버용 D램 시장에서 리더십을 확고히 할 수 있는 기반을 마련할 수 있어서 정말 뿌듯합니다.”

김영준 TL “MCR DIMM이라는 게 지금까지 없던 새로운 개념의 제품이기 때문에 이걸 우리가 왜 개발해야 하는지, 이 제품이 팔릴 만한 제품이라는 것을 구성원들에게 설득하기 위해 노력했던 것도 기억에 남는데요. 기존의 서버용 D램 개발 방식에서 벗어나 어떻게 보면 모험일 수 있는 도전을 해야 하는 이유, 이 제품의 필요성을 입증하기 위한 과정들이 필요했습니다. 이를 위해 아직 존재하지 않은 MCR DIMM이라는 시장을 인텔, 르네사스와 함께 정의해 나가고 있는데요. 아직 프로젝트가 완전히 완료된 것은 아니고 양산까지도 아직 시간이 남아 있기 때문에 앞으로도 더욱 큰 노력이 필요한 상황입니다. MCR DIMM의 개발과 양산이 모두 완료되고 시장에서 많이 채용될 때 고객들이 어떤 반응을 보일지, 서버용 D램 산업에 어떤 변화들이 생길지 정말 기대됩니다.”

김홍배 PLMCR DIMM이 보급된 미래에 대한 기대감을 내비쳤다. 그는 우리는 최근 데이터 센터와 서버가 얼마나 중요한지 체감하고 있잖아요. 이것이 제대로 작동하지 않으면 우리 일상의 많은 것들이 멈춰버린다는 것을 체험하기도 했고요. 사실상 서버 시설은 사회 기반 인프라 중 하나라고 봐도 무방합니다라며 디지털에 익숙해진 우리에게 데이터센터는 없으면 생활이 어려워지는 필수 불가결의 존재가 됐고, 우리 SK하이닉스는 더 나은 데이터 센터와 서버를 구축하기 위한 제품 개발에 최선을 다하고 있습니다. MCR DIMM을 시작으로 더 혁신적인 제품들을 개발해 더 나은 미래를 만드는 데 이바지할 수 있으면 좋겠습니다라고 소감을 전했다.

MCR DIMM 개발진은 아직도 가야 할 길이 멀다고 말한다. 이들은 양산을 시작한 이후 시장의 반응이 어떨지 모르겠다고 말하면서도 기존 제품 대비 80% 이상의 성능향상을 끌어낸 이 제품에 대해서는 확실히 자신감이 넘치는 모습이었다. 누구도 시도하지 않는 방법으로 누구도 만들어내지 못한 혁신을 이뤄낸 SK하이닉스 구성원들의 도전은 앞으로도 계속될 것이다.

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