안녕하세요. 오늘은 최근 이슈가 되고 있는 반도체 기술인 HBM(High Bandwidth Memory)에 대해 알아보려고 합니다. HBM은 AI 시대에 꼭 필요한 기술 중 하나로 꼽히는데, 그 이유와 특징에 대해 간단히 알아보겠습니다.
HBM 반도체란 : AI 시대 필수 반도체
HBM이란 무엇일까?
HBM은 고대역폭 메모리(High Bandwidth Memory)의 약자로, 기존 DDR 혹은 GDDR 메모리에 비해 훨씬 높은 대역폭을 제공하는 혁신적인 반도체 기술입니다. HBM은 3D 스택 형태로 제작되어 있으며, 이러한 구조로 인해 기존 메모리 기술보다 훨씬 높은 데이터 전송 속도와 용량을 제공합니다. 재미있는 사실은 HBM 반도체는 과거에도 있었지만 너무나도 고스펙 메모리여서 시장이 작았습니다. 하지만 최근 Chat GPT와 같은 생성형 AI 기술의 발전에 따라 시장이 매우 커지고 있는 반도체입니다.
HBM의 주요 특징
1) 3D 스택 구조
HBM은 여러 개의 메모리 칩을 3D 스택 형태로 쌓아올린 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조는 PCB 공간을 절약하면서도 더 높은 용량과 대역폭을 제공할 수 있게 해줍니다. 높은 대역폭을 가진다는 말은 쉽게 말해 GPU와 같은 처리공간과 DRAM이란 창고 사이에 넓은 도로가 있다는 의미입니다. 즉, 데이터 전송 속도가 크게 개선되므로 그래픽 카드 및 기타 애플리케이션의 성능을 향상시킵니다. 3D 스택 구조를 만들는 중요한 공정 중 하나는 TSV 공정입니다. TSV(Through Silicon Via) 공정이란 D램 칩에 미세한 구멍을 뚫어 상하부 칩의 구멍을 수직으로 관통하는 전극으로 연결하는 어드밴스드 패키징(Advanced Packaging) 기술입니다.
2) 낮은 전력 소비
HBM은 높은 대역폭을 유지하면서도 상대적으로 낮은 전력 소비를 보여줍니다. 이는 효율적인 에너지 관리를 가능하게 하여 배터리 수명을 연장하거나 전력 효율성을 높일 수 있습니다.
3) 높은 집적도
HBM은 일반 DDR5 혹은 GDDR5와 같은 DRAM에 비해 좁은 면적으로 사용이 가능하기 때문에 높은 집적도를 보일 수 있습니다.
HBM의 적용 분야
1) 그래픽 카드
HBM은 그래픽 카드에서 널리 사용되며, 높은 대역폭을 통해 게임 및 그래픽 작업에 필요한 대용량 데이터를 효과적으로 처리합니다.
2) 빅데이터 및 AI
빅데이터 및 AI 분야에서도 HBM은 빠른 데이터 처리를 위한 중요한 역할을 수행합니다. 대용량 데이터 세트를 효율적으로 처리하고 모델 학습에 필요한 대역폭을 확보할 수 있습니다.
3) 고성능 컴퓨팅
고성능 컴퓨팅 분야에서도 HBM은 높은 대역폭과 낮은 전력 소비를 통해 뛰어난 성능을 발휘합니다. 대규모 계산 및 시뮬레이션에 필요한 데이터를 효과적으로 처리할 수 있습니다.
HBM3 란?
최근 언론에서 나오듯 SK hynix에 이어 삼성전자도 HBM3를 공급한다는 언론보도를 많이 보셨을 텐데요. HBM3는 DRAM dice를 12층까지 적층한 구조라고 생각하시면 됩니다.
HBM은 반도체 기술의 중요한 혁신 중 하나로, 높은 대역폭과 낮은 전력 소비를 결합하여 다양한 분야에서 혁신적인 성과를 이루고 있습니다. 특히 빅데이터 및 AI, 고성능 컴퓨팅 등 다양한 적용 분야에 적용되어 빠른 기술 발전을 이루게 도와줄 것이란 생각이 듭니다.