최근 오픈 AI의 ChatGPT가 전 세계적으로 인기를 끌고 이슈가 되고 있습니다. 이러한 AI 기반 대화형 검색엔진을 통해 원하는 정보를 얻는 것이 가능해지고 그 수요가 늘어남에 따라 막대한 데이터를 검색하고 읽고 쓸 수 있는 능력을 가진 고성능 메모리에 대한 수요 또한 늘어나고 있는 추세입니다.
[ HBM(High Bandwidth Memory)의 용도 ]
HBM (High Bandwidth Memory)은 고성능 컴퓨팅 및 그래픽 시스템에서 사용되는 고대역폭 메모리 기술로 DRAM (Dynamic Random Access Memory)을 기반으로 하며, 높은 대역폭을 제공하기 위해 여러 층을 가진 메모리를 형성합니다. 이와 같이 여러 층이 쌓인 형태의 높은 밀도를 가지고 있고 더불어 낮은 전력 소비를 가능하게 하여, 대역폭과 읽고 Retention 시간의 개선을 가능하게 합니다. 이러한 특성으로 인해 HBM은 고성능 컴퓨팅 및 그래픽 시스템에서 사용되는 주요 메모리 기술 중 하나입니다. HBM을 사용하는 그래픽 카드는 고해상도 게임과 3D 그래픽 렌더링을 효율적으로 처리할 수 있어, 현재 AMD와 NVIDIA의 그래픽 카드에서 사용되고 있으며, 인텔 및 다른 기업도 HBM을 사용하여 고성능 컴퓨팅 시스템을 개발하고 있습니다. 또한 AI, 머신러닝, 딥러닝 애플리케이션 등 고성능 컴퓨팅 시스템과 더불어 빅데이터 및 과학 컴퓨팅 및 AI 애플리케이션을 다루는 데이터 센터에서도 주로 사용이 됩니다. 이는 HBM 메모리에서 대규모 데이터 처리 및 분석 작업을 처리하는 데 필요한 높은 대역폭과 낮은 대기 시간을 제공하기 때문에 가능합니다. 그리고 HBM 메모리는 스위치, 라우터 및 방화벽과 같은 네트워크 장치에 사용됩니다. 대용량 네트워크 트래픽 처리가 가능하기 때문입니다. HBM 메모리는 가상현실 및 증강 현실과 같은 다른 응용 프로그램에서도 사용될 수 있습니다. 부드럽고 몰입감 있는 경험을 제공할 수 있습니다.
[ HBM 메모리의 구조 ]
HBM 메모리 구조는 여러 개의 DRAM 다이가 서로 수직으로 적층되어 있고 TSV로 상호 연결되어 있습니다. TSV는 수직 상호 연결 역할을 하여 메모리 다이와 컨트롤러 사이에 데이터가 흐를 수 있는 고대역폭 경로를 제공합니다. 보시다시피, 컨트롤러는 스택의 맨 아래에 위치하고, 그 위에 HBM DRAM 이 쌓여있는 구조입니다. 각 HBM DRAM은 여러 개의 메모리 뱅크를 포함하고 있으며, 각 뱅크는 여러 개의 메모리 셀 행과 열로 구성됩니다. 메모리 셀은 콘덴서와 트랜지스터로 구성되어 데이터를 저장하고 검색할 수 있습니다. 이와 같은 HBM 메모리 구조는 기존 메모리 아키텍처에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. DRAM 다이의 수직 적층과 TSV의 사용은 메모리 대역폭을 크게 증가시켜 메모리 집약적인 애플리케이션의 성능을 향상합니다. 또한 HBM 메모리 구조는 다른 메모리 아키텍처에 비해 설치 공간이 작고 전력 소비가 낮기 때문에 그래픽 카드와 같은 소형 폼 팩터 장치에 사용하기에 이상적입니다.
[ HBM 메모리 국내 제조사 ]
우리나라는 고대역폭 메모리 기술의 세계적인 두 선두적인 생산자인 삼성전자와 SK 하이닉스를 포함한 몇몇 반도체 제조업체들의 본거지입니다. 두 회사 모두 메모리 산업의 주요 업체로 자리매김했으며, 한국에 위치한 공장에서 HBM 메모리를 제조하고 있습니다. 삼성전자의 HBM 메모리는 2세대 HBM2 기술을 기반으로 하고 있으며 평택공장에서 HBM2 메모리칩을 생산하고 있습니다. SK하이닉스도 HBM 메모리를 생산하고 있는데, 이천 캠퍼스에서 HBM2E 메모리를 생산하고 있다. 전반적으로, 우리나라는 메모리 산업의 주요 강국이며, 삼성과 SK 하이닉스를 포함한 반도체 제조업체들은 그래픽 카드, 고성능 컴퓨팅 시스템, 데이터 센터, 네트워크 장치와 같은 다양한 응용 분야에 사용되는 고품질의 HBM 메모리 기술을 생산하고 있습니다. 우리나라의 잘 확립되어 있는 반도체 산업과 연구 개발에 대한 지속적인 투자를 통해 세계 메모리 시장의 핵심 플레이어가 될 것입니다.
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