[FETV=양대규 기자] AMD가 CXL(Compute Express Link ·컴퓨트 익스프레스 링크) 3.1을 적용한 FPGA(Field Programmable Gate Array ·프로그래머블 반도체) 칩을 2026년 하반기 출시를 목표로 공개했다.

CXL은 데이터 처리 속도와 메모리 용량 확장성까지 크게 개선해주기 때문에 삼성전자와 SK하이닉스 등 국내 메모리 반도체 업체들에게는 HBM(고대역폭 메모리)에 이은 차세대 먹거리 기술 중 하나로 꼽히고 있다.

시중에는 인텔이 CXL 2.0을 지원하는 CPU(중앙처리장치)를 출시하면서 CXL 생태계에 대한 관심도 커지고 있다. 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 모두 CXL 2.0을 지원하는 기술을 개발 완료한 상황이다.

다만 CXL 시장이 본격적으로 열리지 않기 때문에 CXL 3.1을 지원 메모리 기술 개발과 관련해 삼성전자와 SK하이닉스 모두 아직 구체적인 답변은 내놓지 못하고 있다.

14일 업계에 따르면 AMD는 메이저 칩 제조사 적응형 SoC 플랫폼인 AMD의 2세대 버설 프리미엄 시리즈를 공개했다. 2세대 버설 프리미엄 시리즈는 FPGA 업계 최초로 CXL 3.1과 PCIe 젠6, LPDDR5X를 하드 IP 형태로 지원하는 디바이스다.

FPGA는CPU나 GPU와 같은 주문형반도체(ASIC)와 다르게 칩 내부의 하드웨어를 필요에 따라 재프로그래밍할 수 있다. 용도에 따라 다시 회로를 여러 차례 변경할 수 있다는 것이다. FPGA는 이런 특성에 인공지능(AI) 전용 가속기 툴로 많이 사용되고 있다.

AMD는 2020년 FPGA 업계 1위 자일링스를 인수하며, 현재까지도 압도적인 1위를 유지하고 있다. 2위는 과거 알테라를 인수한 인텔이다. 

AMD는 이번 2세대 버설 발표를 통해 FPGA 업계 리더십을 지켜가겠다는 입장이다.

2세대 버설 발표를 맡은 마이크 라더(Mike Rather) AMD 제품 마케팅 시니어 매니저는 "이 제품의 핵심은 더 많은 데이터를 빠르게 연결하는 데 있다"며 이를 가능케 하는 기술 중 하나로 CXL 3.1을 꼽았다.

CXL 규격은 2019년 CXL 1.0, 2020년 CXL 2.0, 2022년 CXL 3.0은, 2023년 CXL 3.1까지 공개됐다. 현재 CXL을 받아들이는 생태계는 그 논의 속도를 따라잡지 못하는 상황이다. 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론은 현재 CXL 2.0 솔루션 개발을 완료한 뒤 고객 공급을 논의하고 있으며 CXL 3.0을 개발 중이다. 

업계에서는 인텔이 CLX 2.0을 지원하는 제온 프로세서를 올해 출시한 바 있으며, 이번에 AMD가 최초로 CXL 3.1을 지원하는 FPGA 칩을 개발했다.

AMD는 PCIe 젠 6으로 실행되는 CXL 3.1의 경우 CXL 2.1을 사용하는 경젱 제품에 비해 유사한 지연시간으로 두 배의 대역폭, 향상된 패브릭 및 일관성(Coherency)을 제공한다고 설명했다.

또한 CXL 메모리 확장 모듈과의 연결을 통해 LPDDR5X 메모리만 사용할 때보다 최대 2.7배 더 높은 총 대역폭을 활용할 수 있다. 이를 통해 2세대 버설 프리미엄 시리즈는 여러 가속기로 확장 및 동적 할당이 가능한 메모리 풀링(Memory Pooling)을 지원함으로써 메모리 활용도를 최적화하고, 메모리 대역폭과 용량을 증가시킬 수 있다.

현재 관련 시장에서 가장 앞서나가는 업체는 삼성전자다. 삼성전자는 2021년 5월 세계 최초로 CXL 기반 D램 기술을 개발했다. 지난해 5월 업계 최초로 CXL 2.0을 지원하는 128GB CXL 2.0 D램을 개발하고 12월 레드햇과 CXL 메모리 동작 검증에 성공했다. 올해 2분기에는 용량을 256GB 늘린 CXL 2.0 기반 D램을 최초로 선보였다. 

올해 퇴임한 경계현 전 삼성전자 사장은 지난 1분기 열린 정기 주주총회에서 "CXL과 PIM(프로세싱인메모리)은 다양한 고객과 협의해 실제 적용 등을 진행하고 있다"며 "곧 가시적인 성과를 보일 것"이라고 밝힌 바 있다.

SK하이닉스는 2022년 8월 DDR5 D램 기반 첫 96GB CXL 메모리 솔루션 샘플을 만들었다. 현재 DDR5 기반 96GB·128GB CXL 2.0 메모리를 개발해 상용화를 앞두고 있는 것으로 나타났다. 주요 고객사와 시스템 연동을 체크하는 검증을 진행 중인 것으로 알려졌다.

곽노정 SK하이닉스 대표는 지난 4일 서울 삼성동 코엑스에서 열린 'SK AI 서밋 2024'에서 "AI 시스템 구동을 위해선 서버에 탑재된 메모리 용량이 대폭 증가해야 한다"며 "이를 위해 당사는 여러 메모리를 연결해 대용량을 구현하는 CXL를 준비 중"이라고 말한 바 있다. 

다만 그럼에도 현재 CXL 기술이 메모리 업계에서 주류로 편입하지 못한 상황이라서 적극적인 언급은 피하고 있는 것으로 나타났다.

'AMD가 3.1 관련 칩을 개발하고 있는 가운데, 삼성전자의 CXL 3.1 기술 개발 상황이 어떠냐'는 질문에 삼성전자 관계자는 "타사의 개발과 관련해 따로 언급할 수 있는 내용이 없다"며 "이와 관련해 저희가 따로 할말은 없다"고 답했다.

SK하이닉스 관계자는 "(CXL 2.0은)아직 시장 개화가 안된 것으로 보고 시장 개화에 맞춰 적절하게 대응할 예정"이라며 CLX 3.1에 대해서는 "확인이 필요하다"고 밝혔다.