게이밍·그래픽카드용 D램, 올해부터 GDDR6가 ‘대세’

양대규 기자 / 기사승인 : 2020-05-26 15:34:14
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"GDDR6, 내년 전체 그래픽 D램의 90% 점유"
SK하이닉스·삼성전자 2018년부터 양산 계획
본격 양산은 삼성전자·마이크론이 선점
▲ SK하이닉스와 삼성전자의 GDDR6 D램(위에서부터) [사진=SK하이닉스, 삼성전자]

[IT비즈뉴스 양대규 기자] 몇년전부터 D램(DRAM) 3사가 본격적으로 개발한 최신 그래픽 D램(DRAM)인 GDDR(Graphics Double Data Rate)6가 올해부터 본격 채용될 전망이다. 업계는 엔비디아(NVIDIA)와 AMD의 새로운 그래픽카드(GPU)부터 소니(Sony)와 마이크로소프트(MS)의 새로운 게임기들에 GDDR6가 새로운 표준으로 자리잡을 것으로 보고 있다.

최근 트렌드포스의 D램익스체인지(DRAMeXchange)는 엔비디아와 AMD는 3분기에, MS와 소니 모두 4분기에 고밀도 GDDR6 메모리를 탑재한 GPU와 게임기를 각각 출시할 예정이라고 밝혔다. 이에 따라 GDDR6의 수요가 다른 D램보다 급증해 가격 상승이 예상된다.

GDDR6는 이미 3년전부터 업계에 주목받기 시작했다. 그래픽 D램은 PC, 서버, 영상재생 기기, 고성능 게임기 등에서 그래픽을 빠르게 처리하는데 특화된 메모리반도체다.

GDDR5 대비 핀당 최대 2배 빠른 16Gbps의 속도로 그래픽 데이터를 처리하며 전력소모도 10% 덜 먹는다. 이론상 고급형 그래픽카드의 384비트(bit) 인터페이스에 GDDR6를 적용하면 초당 최대 768GB의 그래픽 데이터를 처리할 수 있다. 이는 용량이 4GB(기가바이트) 정도 되는 DVD 영화 192편을 단 1초에 읽고 처리할 수 있는 수준이다.

SK하이닉스는 2017년 4월 20나노급 8Gb 'GDDR6'를 개발, 2018년초 GDDR6를 양산할 계획을 밝혔다. 당시 시장 주력 제품인 GDDR5와 GDDR5X를 대체한다는 계획이었다.

당시 SK하이닉스 D램설계본부장 오종훈 전무는 "세계 최고속도의 그래픽 D램인 GDDR6를 개발해 고품질, 고성능 그래픽 메모리 시장에 대응할 수 있게 됐다"며 "고성능 그래픽 카드에 최적화한 솔루션을 제공해 고객 제품의 성능 향상에 기여할 것"이라고 말했다.

삼성전자는 10나노급 2세대 공정의 16Gb GDDR6를 2018년 1월 미국 라스베이거스에서 열린 'CES 2018'에 출품해 혁신상을 받았다. 삼성전자의 '10나노급 16Gb GDDR6'는 GDDR5 D램 대비 2배 빠른 속도와 저전력 설계로 전력효율이 35% 이상 향상됐다. 

 

SK하이닉스에서 채택한 20나노 공정 대비 칩 크기가 줄어 생산성도 약 30% 증가되는 등 '초고속·고용량·초소형·초절전' 특성이 동시에 구현됐다.

당시 한진만 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀장(전무)은 "이번 16Gb GDDR6 D램 양산으로 글로벌 고객들에게 최고 속도·최대 용량의 라인업을 적기에 공급하게 됐다"며 "향후에도 차세대 GDDR6 그래픽 D램을 한앞서 출시해 게임 및 그래픽카드 시장을 선점하고, 특히 자동차 및 네트워크 시장의 수요 증가에도 적극적으로 대응할 것"이라고 말했다.

 

마이크론은 2018년 6월 GDDR6 D램 생산을 시작했다고 발표했다. 마이크론은 12Gbps와 14Gbps 두 속도의 16Gb GDDR6를 출시를 밝혔다.

 

당시 가장 빠른 GDDR5X를 생산하는 유일한 D램 제조업체인 마이크론은 가장 마지막으로 GDDR6 생산을 결정했다. GDDR6는 최대 32Gb의 용량을 허용해 기존 8Gb가 한계인 GDDR5보다 성능이 훨씬 뛰어났다. 경쟁사들의 잇따른 GDDR6 개발·양산 소식에 마이크론도 결국 전환을 결심할 수밖에 없었다. 

▲ AMD와 엔비디아의 그래픽카드(위에서부터) [사진=AMD, 엔비디아]
업계는 GDDR6가 올해부터 그래픽용 D램의 표준이 될 것으로 보고 있다. 차세대 프리미엄급 제품에 잇따라 채택되면서 전체 그래픽 D램 시장의 70%를 점유할 전망이다.

 

우선 엔비디아와 AMD는 3분기 중 최신 GDDR6 메모리를 탑재한 고성능 GPU를 발표한다. 두 제품 모두 대만의 파운드리 업체 TSMC의 7나노 공정으로 개발된다.


엔비디아의 첫번째 7나노 GPU 암페어(Ampere)는 이전 세대보다 GPU 대비 사양이 크게 개선됐다. 마찬가지로 AMD는 3분기 중 자사의 두번째 7나노 공정의 'BIG 나비(NAVI) GPU'를 발표할 계획이다.

전문가들은 엔비디아와 AMD의 새로운 GPU가 채택된 노트북은 내년 1분기 출시될 것이며, 최신 7나노 공정과 GDDR6 도입으로 성능과 전력효율이 상당히 증가할 것으로 보고 있다. 

 

4분기에는 MS와 소니가 16GB GDDR6 메모리를 탑재한 Xbox X시리즈와 플레이스테이션(PS)5가 출시될 예정이다. 두 콘솔 모두 CPU 속도 증가 외 GDDR6 메모리 최고 사양인 16GB를 탑재할 것으로 보인다. 기존 콘솔의 밀도를 2배로 높이며 그래픽 카드의 성능도 기존의 6~8GB 메모리보다 2배 이상 올라간다.

그래픽 D램은 일반적인 D램보다 상대적으로 작은 시장에 고급 제품으로 알려져 있다. 전체 비트 소비량의 6%에 불과하다. 높은 데이터 전송 속도와 낮은 전력소모를 목표로 하기 때문에 다른 D램보다 설계가 상당히 어렵다. 그래픽 D램은 전체 D램 애플리케이션 중 GB당 제작단가가 가장 비싸다.

트렌드포스는 "협력사별로 보면 삼성전자와 마이크론이 2019년부터 GDDR6 메모리를 대량 생산해 고객사에 배치하기 시작했다. SK하이닉스에 대해서는 수율과 제품의 안정성 향상에 전념하고 있으며, 연말에 GDDR6 메모리를 출시할 계획"이라고 설명했다.

트렌드포스는 그래픽 D램에서 GDDR6 메모리의 보급률을 지난해 40%에서 올해 70%로, 내년에는 90%를 넘어설 것으로 전망했다. 또한 시장조사업체 가트너도 그래픽카드에 탑재되는 D램 평균 용량은 2017년 2.2GB에서 2021년 4.1GB로 연평균 17%대 성장세를 이어갈 것으로 내다봤다.

 

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