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작성일 : 25-06-11 19:09
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메모리 통합으로 저전력·저지연 구현…XR·모바일 겨
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글쓴이 :
coajfieo
 조회 : 34
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메모리 통합으로 저전력·저지연 구현…XR·모바일 겨냥12일(현지시간) 미국 뉴욕 구글 캠퍼스에서 진행된 'XR 언락(XR Unlocked)' 행사에서 소개된 XR 기기 '프로젝트 무한(無限)'. 기사와는 무관 [ⓒ삼성전자][디지털데일리 고성현 기자] 반도체 칩 집적회로의 선폭 미세화가 물리적 한계점에 다다르면서 첨단 패키징 기술이 나날이 발전해가고 있습니다. 칩 미세화로 얻는 이익보다 여러 칩을 붙이거나 하나의 패키지로 통합하는 방식의 이점이 커지면서 관련 분야의 기술 영역도 점점 넓어져 가는 중이죠.특히 인공지능(AI) 시대가 도래하면서 핵심으로 자리 잡은 고대역폭메모리(HBM)-그래픽저장장치(GPU) 구성의 2.5차원(2.5D) 패키지가 대표적 사례입니다. 단일 GPU 옆에 DIMM 슬롯으로 배치했던 D램을 수직 적층한 후 GPU와 동일한 패키지 기판에 수평으로 배치한 점이 가장 큰 특징이죠. 멀었던 D램과 GPU 사이 거리를 좁히면서 데이터 전송에 대한 지연시간(Latency)이 크게 줄었죠. 또 여러개 D램을 적층한 HBM을 쓴 만큼 용량이 개선됐으며 수많은 입출력(I/O) 단자를 배치해 데이터 병목 현상을 줄일 수 있는 이른바 '데이터 고속도로'를 구현했습니다.문제는 여러 칩을 수평 배치한 만큼 칩 면적이 너무 커졌고, 여전히 HBM과 GPU 간 이동거리가 멀어 전력 소비, 전송속도 측면에서 아쉬운 측면이 있다는 점입니다. 칩의 이종결합을 시도한 만큼 호환도 어렵고 수율이 나빠 가격대가 높다는 점 또한 걸림돌로 작용합니다.이는 향후 등장할 3D IC 구조, 즉 HBM과 GPU를 수직으로 연결한 시도에서도 유사한 한계점이 있는데요. 수평으로 연결했던 칩을 직접 붙이는 만큼 데이터 전송속도나 레이턴시는 개선되겠지만, 더욱 어려워진 칩의 이종결합, 즉 본딩(Bonding) 난이도와 HBM, GPU에서 각각 발생하는 발열이 전가되는 등의 문제는 상용화의 걸림돌로 꼽히고 있습니다.이러한 가운데 중국에서는 저지연·저전력을 구현하면서도 비교적 난이도가 낮은 3D IC 칩의 구현을 목표로 개발이 한창입니다. 3D IC 메모리 통합(Integration), 혹은 메모리 온 로직(Memory-on-Logic) 구조로 불리는 방식인데요. 로직 칩(NPU, GPU 등)의 상부에 D램 다이(Die, 개별의 칩)를 직접 수직 적층메모리 통합으로 저전력·저지연 구현…XR·모바일 겨냥12일(현지시간) 미국 뉴욕 구글 캠퍼스에서 진행된 'XR 언락(XR Unlocked)' 행사에서 소개된 XR 기기 '프로젝트 무한(無限)'. 기사와는 무관 [ⓒ삼성전자][디지털데일리 고성현 기자] 반도체 칩 집적회로의 선폭 미세화가 물리적 한계점에 다다르면서 첨단 패키징 기술이 나날이 발전해가고 있습니다. 칩 미세화로 얻는 이익보다 여러 칩을 붙이거나 하나의 패키지로 통합하는 방식의 이점이 커지면서 관련 분야의 기술 영역도 점점 넓어져 가는 중이죠.특히 인공지능(AI) 시대가 도래하면서 핵심으로 자리 잡은 고대역폭메모리(HBM)-그래픽저장장치(GPU) 구성의 2.5차원(2.5D) 패키지가 대표적 사례입니다. 단일 GPU 옆에 DIMM 슬롯으로 배치했던 D램을 수직 적층한 후 GPU와 동일한 패키지 기판에 수평으로 배치한 점이 가장 큰 특징이죠. 멀었던 D램과 GPU 사이 거리를 좁히면서 데이터 전송에 대한 지연시간(Latency)이 크게 줄었죠. 또 여러개 D램을 적층한 HBM을 쓴 만큼 용량이 개선됐으며 수많은 입출력(I/O) 단자를 배치해 데이터 병목 현상을 줄일 수 있는 이른바 '데이터 고속도로'를 구현했습니다.문제는 여러 칩을 수평 배치한 만큼 칩 면적이 너무 커졌고, 여전히 HBM과 GPU 간 이동거리가 멀어 전력 소비, 전송속도 측면에서 아쉬운 측면이 있다는 점입니다. 칩의 이종결합을 시도한 만큼 호환도 어렵고 수율이 나빠 가격대가 높다는 점 또한 걸림돌로 작용합니다.이는 향후 등장할 3D IC 구조, 즉 HBM과 GPU를 수직으로 연결한 시도에서도 유사한 한계점이 있는데요. 수평으로 연결했던 칩을 직접 붙이는 만큼 데이터 전송속도나 레이턴시는 개선되겠지만, 더욱 어려워진 칩의 이종결합, 즉 본딩(Bonding) 난이도와 HBM, GPU에서 각각 발생하는 발열이 전가되는 등의 문제는 상용화의 걸림돌로 꼽히고 있습니다.이러한 가운데 중국에서는 저지연·저전력을 구현하면서도 비교적 난이도가 낮은 3D IC 칩의 구현을 목표로 개발이 한창입니다.
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