삼성 GDDR7 리더십....美 마이크론 제치고 엔비디아 핵심 파트너로

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강일용 기자
입력 2023-07-19 18:33
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  • 엔비디아 차세대 그래픽 칩 선점 전망...이재용·젠슨 황 교감

  • GDDR D램 수요 급증...AI 반도체·자율차 시장 리더십 공고히

사진아주경제DB
[사진=아주경제DB]
삼성전자가 경쟁사보다 반년 이상 일찍 GDDR7(7세대 그래픽 D램) D램을 상용화함에 따라 엔비디아·AMD·인텔 등의 차세대 그래픽 칩(GPU)과 여기서 파생된 인공지능(AI) 반도체 시장을 선점하기 위한 경쟁에서 우위에 서게 됐다.

19일 반도체 업계에 따르면 초거대 AI, 자율주행차, 실제와 같은 3D 그래픽 등 관련 시장 성장으로 인해 GDDR D램 수요가 급증하고 있다. 

일례로 삼성전자는 운전자 개입 없이 목적지로 가는 5단계 완전 자율주행차에 탑재되는 AI 반도체에 필요한 D램 용량을 300GB(기가바이트) 수준으로 보고 있다. 현행 자율주행차에 탑재되는 D램의 50배에 달한다. 이를 두고 한진만 삼성전자 DS미주총괄 부사장은 "2030년 이후에는 서버·모바일·자동차가 D램 3대 응용처가 될 것"이라고 말했다. 

자율주행차는 데이터 처리 속도가 빠른 GDDR D램을 쓴다. 때문에 GDDR D램 기술력이 향후 전체 D램 시장 주도권을 쥐는 데 결정적인 역할을 할 것이라는 게 반도체 업계 전문가들의 공통된 의견이다.

현재 GDDR D램의 가장 큰 고객은 세계 최대 팹리스(반도체 설계업체)인 엔비디아다. 엔비디아는 지난해부터 자사 고가 그래픽 칩에 미국 마이크론이 만든 GDDR6X D램을 쓰고 있다. GDDR6X는 GDDR6의 상대적으로 낮은 데이터 처리 속도에 실망한 엔비디아가 마이크론에 의뢰해 만든 비표준 기술이다.

반면 삼성전자의 GDDR7은 JEDEC(국제반도체표준협의기구) 표준 기술이면서 데이터 처리 속도가 입출력 핀 1개당 최대 32Gbps에 달한다. 입출력 핀 1개당 최대 21Gbps에 불과한 GDDR6X보다 1.5배 이상 빠르다. 

삼성전자는 엔비디아가 차세대 시스템인 '5000 시리즈' 그래픽 칩 설계 확정을 앞둔 이 시점에 GDDR7 D램을 전략적으로 공개함으로써 마이크론을 밀어내고 공급량을 확대하며 엔비디아의 주요 사업 파트너 자리를 공고히 할 계획이다. 실제로 이재용 삼성전자 회장은 지난 5월 미국 실리콘밸리 출장에서 젠슨 황 엔비디아 회장 겸 최고경영자와 일대일로 만나 미래 사업 방향에 대해 논의했다. 이때 GDDR7 D램을 활용한 엔비디아 차세대 시스템 구축에 대한 두 회장 간 교감이 있었던 것으로 풀이된다.

반면 SK하이닉스와 마이크론은 내년 상반기는 되어야 GDDR7 D램을 공개할 수 있을 것으로 알려졌다. 엔비디아 차세대 시스템 사업 참여에 당분간 어려움을 겪을 수밖에 없다.

GDDR7 D램은 3D 그래픽뿐 아니라 초거대 AI 실행(추론)을 위한 AI 반도체의 핵심 부품이다. 추론용 AI 반도체는 AI에 질문을 하면 답변을 하는 데까지 걸리는 시간인 '지연시간(Latency)'으로 성능을 평가하는데, 이를 단축하려면 GDDR7과 같은 차세대 D램 기술이 필수다. 그래픽 D램이 3D 그래픽을 넘어 다양한 시장에 확대 적용되고 있음을 상징한다. 

추론용 AI 반도체 시장도 엔비디아 점유율이 높지만 AMD·인텔 등 미국 업체뿐 아니라 리벨리온과 같은 국내 AI 반도체 업체들도 차세대 시스템 개발에 집중하는 만큼 삼성전자 입장에선 GDDR7 D램을 통해 고객 다각화 효과를 얻을 것으로 예상된다.

특히 SK하이닉스가 최근 HBM(고대역 메모리) D램 기술로 학습용 AI 반도체 시장 점유율을 확대하는 상황에서 GDDR7 D램이 삼성전자 반격의 실마리를 제공할 것으로 보는 전문가들이 많다. GDDR7 D램으로 추론용 AI 반도체 시장에 쐐기를 박고 HBM 기술을 고도화해 학습용 AI 반도체 시장으로 점유율을 확대한다는 것이다.

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