CXL이란 메모리 CPU 연결 인터페이스

 
CXL이란 Compute Express Link의 줄임말로 차세대 인터페이스입니다.
반도체 업계에서 미래 먹거리로 기술 발전을 위해 연구개발을 집중하고 있습니다.

 

---

 

CXL 이란?

CXL이란 컴퓨터의 두뇌를 담당하는 CPU와 Data를 저장하는 메모리(Memory)를 연결하는 인터페이스를 대폭 늘려주는 첨단 기술입니다.

예를 들면 CPU와 메모리 사이에 있는 2차선 도로를 10차선 이상으로 늘려주는 기술이라고 생각해 주시면 될 것 같습니다.

지금은 CPU와 클럭을 맞춰야 하기 때문에 CPU에서 지원하는 규격에 따라 DDR1, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 등 특정 규격에 맞는 DRAM을 사용해야만 했는데, CXL기술을 적용할 경우 종류나 성능, 용량에 따른 제약 없이 모두 탑재할 수 있게 되는 것입니다.

제약 없이 탑재가 가능하다는 의미는 디램(DRAM)의 용량을 지금보다 10배 이상으로 늘리는 것도 가능하다는 이야기라고 할 수 있겠습니다.

출처: SK 하이닉스 홈페이지

 

---

 

CXL 필요 이유

반도체는 성능 강화와 원가 개선을 위해 미세화를 계속해서 진행하고 있는데, 미세화를 진행하는데 어려움이 점점 커지고 있습니다.

이런 어려움 때문에 플래시 메모리(Flash Memory)는 V-Nand로 전환되기도 하였습니다.

DRAM의 경우는 미세화를 계속 진행하고 있지만 10nm대에 들어오면서 점점 더 개발 난이도가 높아지고 성능 향상폭이 작아질 뿐 아니라 생산 비용도 늘어나고 있는 추세입니다.

DRAM과 Flash Memory의 고용량, 고성능화가 어려워지고 있는 상황을 해결해 줄 수 있는 방법이 CXL입니다.

CXL을 적용하면 공정 미세화를 위한 투자 없이도 DRAM과 Nand Flash 용량을 획기적으로 늘려줄 수 있기 때문입니다.

CXL 발전 방향

국내 SK하이닉스와 삼성전자도 CXL연구개발에 집중하고 있습니다. 최근에는 용량을 늘리는 것뿐 아니라 연산기능까지 제공하려 하고 있습니다.

메모리는 Data저장을 하는 역할을 수행하고 있는데, 데이터 연산기능을 추가해 CPU와 메모리 간 데이터 이동을 줄이고 시스템의 성능을 개선하는 것입니다.

최근에 공개된 삼성전자의 PNM(Processing Near Memory)와 SK하이닉스의 CMS(Computational Memory Solution)이 CXL에 연산기능을 통합한 기술입니다.

CXL에 연산기능을 통합하면 시스템 성능을 개선하고 에너지 효율도 개선이 가능할 것입니다.

현재는 고성능컴퓨팅(HPC) 들어가기 위해 주로 개발되고 있지만, 추후에는 자동차에도 탑재될 것으로 예상됩니다.

자율 주행차가 상용화된다면 막대한 이미지를 분석하고 추론을 거쳐 자동차가 움직여야 하기 때문에 고성능 기술의 필요성이 점점 커질 것이기 때문입니다.

 

GPU에 사용되는 HBM과 TSV 알아보기