[편집자주] 기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 구윤모 기자 = '다다익램'. 컴퓨터를 좀 안다는 분들이 자주 쓰시는 용어죠. 

여기서 말하는 램은 'D램'(Dynamic Random Access Memory)이라는 메모리 반도체를 지칭합니다. 우리가 흔히 컴퓨터 속도를 빠르게 해주는 것으로 알고 있는 부품인데요. 즉, 다다익램은 '많으면 많을수록 좋다'는 사자성어 '다다익선'에 비유해 '램이 많으면 많을수록 좋다'는 의미입니다.

최근 이 D램의 가장 최신 규격인 'DDR5 D램'에 대한 시장의 관심이 매우 높아지고 있는데요. 특히 전 세계 D램 시장 '투톱' 삼성전자와 SK하이닉스가 DDR5 D램의 향후 시장 주도권을 놓고 치열한 경쟁을 예고하고 있어 국내외 관심이 고조되고 있습니다.

오늘은 이 DDR5 D램에 대해 알아보겠습니다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 =SK하이닉스가 세계최초로 DDR5 D램을 출시한다. [사진=SK하이닉스] 2020.10.06 sjh@newspim.com

◆ D램이란

DDR5 D램을 알기 전에 우선 D램이 무엇인지 알아야겠죠.

D램은 전원이 차단될 경우 저장된 데이터가 소멸되는 휘발성 메모리입니다. 전원과 관계없이 데이터를 저장할 수 있는 하드디스크드라이브(HDD), 솔리드스테이트드라이브(SSD) 등 낸드플래시(비휘발성 메모리)와는 역할이 다르다고 할 수 있습니다.

'전원이 꺼질 때 데이터가 사라지는 메모리가 무슨 쓸모가 있겠느냐' 이렇게 생각하시는 분들도 많으실 텐데요.

요리사가 요리를 하는 경우에 비유해보겠습니다. 중앙처리장치(CPU)라는 요리사가 요리(컴퓨팅)를 하기 위해 냉장고(낸드플래시)에서 재료를 꺼내 도마(D램)에서 손질을 합니다. 이 때 도마가 부족하면 재료들을 한꺼번에 빠르게 손질하지 못하게 돼 전체 요리 시간이 늘어나게 되겠죠. 

즉, 우리가 컴퓨터로 다양한 작업을 할 때 끊기지 않고 빠르게 할 수 있도록 도와주는 게 D램의 역할입니다. 만약 컴퓨터에 D램이 없이 낸드플래시만 탑재가 됐다고 하면 아마 우리는 답답해서 컴퓨터를 이용하기 어려울 것입니다.

D램이 이렇게 속도가 빠른 이유는 단순한 구조 덕분인데요. D램 안에는 무수히 많은 셀(정보를 저장하는 방)이 있습니다. 이 셀이 많으면 많을수록 용량도 커지게 되는 구조입니다. 용량 1b(비트)에는 셀 1개, 1Gb(기가비트)에는 약 10억개의 셀이 들어있다고 합니다.

이 셀은 트랜지스터와 커패시터로 구성됩니다. 트랜지스터가 전류를 흘리는 스위치 역할을 하는데, 트랜지스터가 켜지면 전류가 커패시터로 전달됩니다. 이 커패시터에 정보를 담아 표현하는 단순한 구조를 갖고 있어 빠르게 작업을 할 수 있는 것입니다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 = SK하이닉스는 서울 코엑스에서 열린 반도체대전에서 세계 최초로 개발한 DDR5를 공개했다.2020.10.30 sjh@newspim.com

◆ DDR5란

D램 앞에는 'DDR+숫자' 형태의 용어가 붙는데요. 이는 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 규정한 D램의 표준 규격을 뜻하는 용어입니다.

우선 DDR은 Double Data Rate의 약자로, 데이터 입출력 통로가 1개였던 SDR(Single Data Rate)과 달리 통로가 2개로 늘어나면서 속도도 2배 빨라진 규격을 말합니다. D램의 동작단위를 '클럭'이라고 하는데, 한 클럭에 데이터 1개를 처리했던 게 SDR이었다면 DDR은 한 클럭에 2개를 처리할 수 있게 된 것입니다.

DDR 다음에 붙는 숫자는 자연스럽게 DDR D램의 세대를 의미합니다. 뒤에 있는 숫자가 클수록 성능이 2배씩 업그레이드된다고 이해하시면 쉽습니다. 2001년 DDR1을 시작으로 DDR4가 2013년 등장했고, 올해는 DDR1에 비해 32배 빨라진 DDR5까지 발전하게 됐습니다.

지난 7월 JEDEC은 PC·서버용 DDR5의 표준 규격을 공식 발표했습니다. JEDEC가 정한 규격에 따르면 DDR5의 칩당 최대 용량은 16Gb인 DDR4보다 4배 높은 64Gb입니다. 최대 대역폭은 6400Mbps(초당메가비트)로 3200Mbps인 DDR4의 2배입니다. 용량과 속도가 대폭 빨라졌지만, 소비 전력은 1.1v로 1.2v인 DDR4보다 9%가량 적습니다.

JEDEC의 표준 규격이 공식 발표된 만큼, DDR5에 대한 시장의 관심도 점점 뜨거워지고 있는데요. 시장조사기관 옴디아는 DDR5 D램의 수요가 2021년부터 본격적으로 발생하기 시작해 2022년에는 전체 D램 시장의 10%, 2024년에는 43%로 지속 확대될 것으로 예상하고 있습니다. 향후 5G, 빅데이터, 인공지능, 머신러닝 등 4차 산업혁명 시대에 따라 DDR5 D램의 수요는 더욱 커질 것으로 전망됩니다.

[서울=뉴스핌] 심지혜 기자 =삼성전자가 반도체대전에서 DDR5를 공개했다. 2020.10.30 sjh@newspim.com

◆ 삼성전자·SK하이닉스 "DDR5 D램 시장, 우리가 이끈다"

삼성전자와 SK하이닉스는 D램 시장에서 전 세계 70% 이상의 점유율을 차지하며 막강한 '투톱'을 구성하고 있습니다. 올해 2분기 기준 삼성전자가 43.5%로 1위, SK하이닉스가 30.1%로 2위에 올라 있는데요.

삼성전자와 SK하이닉스 모두 D램 최강자들답게 차세대 D램인 DDR5 D램 시장 선도를 위한 총성 없는 전쟁을 이미 시작했습니다.

우선 SK하이닉스는 지난 6일 세계 최초로 DDR5 D램을 출시했습니다. 지난 2018년 11월 16Gb DDR5를 세계 최초로 개발한 이후 인텔 등 주요 파트너사들에게 샘플을 제공, 다양한 테스트와 동작 검증, 호환성 검증 등을 모두 완료하고 제품을 출시했습니다. 향후 DDR5 시장이 활성화되면 언제든지 제품을 판매할 수 있는 준비를 마친 셈입니다.

SK하이닉스의 DDR5 D램은 전송 속도가 이전 세대인 DDR4의 3200Mbps 대비 4800~5600Mbps로 최대 1.8배 빠릅니다. 5600Mbps가 FHD(Full-HD)급 영화(5GB) 약 9편을 1초에 전달할 수 있는 속도라고 하니, 쉽게 가늠하기도 어려운 수준입니다.

SK하이닉스가 이처럼 적극적으로 움직이면서 삼성전자의 대응도 궁금해지는데요. 삼성전자 역시 DDR5 D램 기술 개발과 함께 본격적인 출시·양산 시점을 검토하고 있습니다. 앞서 삼성전자는 DDR5 D램을 지원하는 CPU가 2022년 출시될 전망에 따라 내년 하반기쯤 DDR5 D램을 내놓겠다는 계획을 밝힌 바 있습니다. 

앞서 지난 29일 3분기 실적 발표 컨퍼런스 콜에서는 "칩셋 업체인 인텔과 협력해 DDR5 D램 마케팅을 준비하고 있다"며 "예정된 계획에 맞춰 제품을 공급하도록 개발과 양산에 최선을 다하겠다"고 말했습니다.

특히 삼성전자는 지난 3월 업계 최초로 EUV(극자외선) 공정을 적용해 D램 양산 체제를 갖춘 바 있는데요. 내년 양산 예정인 DDR5 D램에도 EUV 공정을 적용해 성능과 수율을 향상시킨다는 계획입니다.

iamkym@newspim.com