고대역폭 메모리(HBM) 기술 개요
고대역폭 메모리(HBM) 기술은 고성능과 고에너지효율을 내도록 설계된 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)의 한 종류이다. HBM은 3D 그래픽, 인공지능, 딥러닝, 고성능 컴퓨팅과 같이 대량의 데이터를 고속으로 처리해야 하는 애플리케이션에 특히 적합하다.
HBM 기술의 개발
AM와 SK하이닉스가 포함된 여러 기업들이 HBM 기술이 개발되었다. HBM은 메모리 칩을 수직으로 쌓아 올리는 새로운 구조를 기반으로 하며, 이를 통해 메모리와 프로세서 간의 거리를 줄일 수 있습니다. 수직으로 쌓아올려진 이 설계형상은 메모리대역폭을 확장시키고 지연시간을 감소시키는 효과가 있다.
HBM의 주요 특징
1) 높은 대역폭
첫째, 기존 그래픽 카드에 사용되는 GDDR5 메모리보다 훨씬 더 큰 대역폭이 HBM에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, HBM2(2세대 HBM)는 최대 256GB/s의 대역폭을 제공할 수 있으며, 이를 GDDR5의 28GB/S와 비교하면 크게 향상된 수치이다.
2) 낮은 전력 소비
HBM은 전력소비가 적다. 이는 수직 설계와 구성 요소 간의 거리 감소로 인한 것으로, 열 손실과 전력 소비를 줄여준다. 휴대용장치 및 고효율 에너지가 필요한 장치들에 HBM이 유용하게 사용될 수 있다.
3) TSV 기술의 활용
TSV 기술이란 Through-Siulicon Via 기술을 말한다. HBM은 이를 이용하여 메모리 칩과 프로세서를 연결시킬 수 있다. TSV는 실리콘 칩을 통해 수직 전기 경로를 생성할 수 있게 하는 기술로, 이를 통해 더 높은 밀도와 성능을 제공합니다. HBM 칩은 이를 이용하여 8개 칩까지 중첩이 가능하며, 중첩된 만큼 메모리 용량을 증가시킬 수 있다.
HBM 제조 및 사용의 도전 과제
HBM에 장점만 있는 것은 아니다. 아직 해결해야할 문제들이 있는데, 이중 하나가 비용이다. HBM 제조는 아직까지 굉장히 정밀한 고급기술이기 때문에, 생산비용이 높을 수 밖에 없다. 또한, HBM을 사용하는 시스템을 구현하기 위해 기존의 시스템을 재편해야 하므로 기업입장에서는 부담이 될 수 밖에 없다.
HBM의 장점과 활용 분야
물론 HBM이 주목받는 이유는 굉장히 많은 장점들 때문이다. 영상처리 분야에서는 HBM을 통해 고성능, 저전력을 구현하는 그래픽카드를 만들 수 있어 게임, 가상현실, 증강현실 등의 분야에 활용가능성이 크다. 인공지능 및 딥러닝 분야에서는 HBM의 높은 데이터 처리속도를 이용하여 성능을 모델의 성능을 향상시킬 수 있다.
HBM의 미래 전망
위와 같은 장점들 때문에 HBM 기술은 계속 발전하고 투자받을 전망이다. 인공지능, 클라우드 컴퓨팅, 사물인터넷과 같은 분야가 발전할수록 HBM의 활용도는 점점 증가할 것이다.
결론
결론적으로, HBM 기술은 고성능, 고효율을 무기로 첨단분야에 필수로 사용될 수밖에 없으며, 동적 랜던 액세스 메모리 분야의 나아갈 방향이 될 것이다.