Z2RAM, 겔싱어 후원 신형 메모리로 AI 반도체 병목 풀까

반도체 업계가 팬데믹 이후 가장 어려운 시기를 겪고 있습니다. AI 열풍으로 메모리 수요가 유례없는 수준으로 치솟으면서 공급 부족과 가격 상승이 스마트폰을 포함한 전 부문에 타격을 주고 있습니다. 이런 상황을 바꿀 기술로 인텔 전 CEO 팻 겔싱어가 후원하는 Z2RAM이 주목받고 있습니다.

Z2RAM을 개발하는 스타트업 Nagare Labs는 시장을 지배하는 SRAM, DRAM, NAND의 장점을 하나로 합치겠다는 목표를 내세웠습니다. SRAM은 매우 빠르고 프로세서 캐시에 쓰이지만 면적을 많이 차지하고 확장 비용이 큽니다. DRAM은 밀도가 높지만 느리며, SSD에 쓰이는 NAND는 수직으로 여러 층을 쌓는 구조로 대용량을 구현합니다.

트랜지스터 2개와 3D 적층

기존 DRAM은 비트당 트랜지스터 1개와 커패시터 1개를 씁니다. Z2RAM은 트랜지스터 2개를 사용하며, 두 번째 트랜지스터의 게이트 커패시턴스에 전하를 저장해 별도 커패시터가 필요 없습니다. 회사 측은 접근할 때마다 데이터를 다시 써야 하는 DRAM의 한계도 없다고 설명합니다.

NAND처럼 수직 적층이 가능하도록 설계됐으며 산화물 반도체와 3D 하이브리드 본딩 기술을 활용합니다. 회사는 SRAM과 비슷한 대역폭을 유지하면서 비트 밀도를 5배 이상 높일 수 있다고 밝혔습니다. 64MB SRAM이 들어가는 공간에 320MB의 Z2RAM을 넣을 수 있다는 설명입니다. 전력 소모도 크게 낮다고 합니다.

AI 수요에 미칠 영향

AI 가속기의 병목은 연산 성능뿐 아니라 데이터를 빠르게 옮기고 저장하는 능력에도 있습니다. 프로세서 가까이에 빠른 메모리를 더 많이 두면 고급 모델을 돌리는 데 필요한 칩 수를 줄일 수 있습니다. Z2RAM이 기존 메모리를 대체하지는 않지만, 데이터센터의 가속기 수를 줄여 공급망 부담을 덜 수 있습니다.

다만 아직 초기 단계입니다. 프로토타입은 나왔지만 상용 생산까지는 10년가량 걸릴 수 있고, 신뢰성과 인터페이스 표준화 문제도 해결해야 합니다.