LPDDR4 2년 뒤 나온다...저전력 ‘무한도전’

LPDDR4가 2년 뒤 본격적으로 출시될 전망이다. 이제 막 LPDDR3가 시장서 주류로 떠오르는 가운데 관련업계는 일찌감치 후속작 출시를 준비하고 있다.

22일 업계에 따르면 LPDDR4(Low Power DDR4) 표준 적용 제품이 오는 2015년 출시를 목표로 연구개발(R&D) 중에 있다. LPDDR 기술은 모바일기기에 탑재하기 위한 D램에 적용되기 시작한 기술 표준로, 이름 그대로 저전력(Low Power)이 핵심이다. 해당 표준은 국제국제반도체공학표준협의기구(JEDEC)가 정한다.

노트북은 물론 최근 보급률이 증가한 스마트폰과 태블릿PC에서도 배터리 수명이 중요한 요소로 꼽히기 시작했다. 또 보다 적은 비용과 크기를 최소화해야 하는 것도 D램을 비롯한 모든 부품 업계의 과제로 떠올랐다.

모바일 D램은 PC용 D램처럼 무한정 스펙을 올릴 수 없다. 저전력을 구현하기 위해서는 성능에 욕심을 낼 수 없기 때문이다. 그러나 기본적인 성능에 대한 요구 또한 충족시켜야하기 때문에 저전력 기술 발전이 지원하는 한도 내에서 사양을 올려야 한다는 것이 업계 관계자의 설명이다.

LPDDR 표준은 지난 2010년 처음 등장한 뒤 2011년 LPDDR2가 등장해 2012년 LPDDR1을 대체했다. 이듬해인 올해 등장한 LPDDR3는 내년에는 LPDDR2를 대신해 시장의 주류 제품으로 자리 잡을 것으로 예상된다.

삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론테크놀로지 등 주요 메모리반도체 제조업체들은 올해 속속 LPDDR3 제품 개발을 완료했다. 삼성전자는 3GB LPDDR3 모바일 D램을 지난달 24일 발표했고, SK하이닉스는 앞서 지난 6월 20나노급 8Gb LPDDR3을 개발하며 4GB 모바일 D램을 만들 수 있는 가능성을 열었다. 마이크론도 LPDDR3 제품군을 갖추고 있다.

새로 등장할 LPDDR4은 LPDDR3보다 더 발전된 저전력을 바탕으로 LPDDR3보다 저비용에 공급하는 것을 목표로 개발되고 있다. 먼저 사용 전압을 기존 1.2V에서 1.1V로 낮춰 전력 사용량이 줄어들게 된다. 이를 통해 30% 가량 배터리 효율성이 높아진다는 것이 업계의 설명이다.

또 가벼운 성능으로도 구현 가능한 음악감상, 전화 통화, 문자메시지 등 간단한 기능은 최고 속도를 내지 않고도 구동될 수 있도록 설계해 전력 사용량을 줄이는 원리도 적용된다. 비교적 간단한 기능을 사용하는 경우 평소 처리 속도(3천200Mbps)의 절반 수준인 1천600Mbps 수준으로 작동해 배터리 수명이 크게 늘어날 것으로 보인다.

그러면서도 LPDDR4는 내년부터 17GB/s 대역폭(BW)의 성능을 제공, 현재 LPDDR3의 8.8GB/s BW를 크게 앞지르는 성능을 제공할 것으로 예상된다.

업계 관계자는 “대기 전력을 최소화하는 동시에 고성능이 필요한 경우에는 최대한의 퍼포먼스를 이끌어내 저전력에도 불구하고 더 고성능을 제공할 수 있도록 하는 것이 차세대 메모리 반도체 기술의 핵심 관건”이라고 밝혔다.

LPDDR4는 핀카운트 증가를 최소화하기 위해 CA(Command Address)가 10개에서 6개로 줄어든다. 이는 핀카운트 증가시 발생할 수 있는 기술적 문제들을 해결하기 위한 조치다.

또 기본적으로 PC D램보다 크기가 커지는 모바일 D램의 특성으로 인해 모바일기기 제조사들이 보다 작고 얇은 제품을 요구함에 따라 D램 내 볼 영역(Ball Area)에서 데이터 처리 채널을 1개에서 2개로 늘리는 것과 오류(Fail) 발생시 이를 자동으로 고치는 코드인 ECC 도입도 추진된다.

업계 한 관계자는 LPDDR4가 2년 후인 오는 2015년 시장에 등장한 뒤 2016년에는 시장의 절반 가량을 차지할 것이라며 그 이후 새로운 표준인 와이드I/O(Wide I/O) 표준이 등장해 시장을 이끌 것으로 예상된다고 밝혔다.