5G 시대, 차세대 D램 표준 ‘DDR5’가 온다

[지디룩인]IDC "2022년 DDR5 D램 수요 전체의 44% 달할 것”

삼성전자가 이달부터 세계 최초로 12기가비트(Gb) 용량의 LPDDR5 D램 양산에 돌입하며, DDR5 D램 시대의 문을 활짝 열었다.

DDR D램은 지난 1998년 국제반도체표준협의기구 JEDEC에서 표준이 마련된 후, 2000년대에 들어 PC용으로 처음 출시된 고속 D램을 말한다.

이는 기존의 주류 D램이었던 SDR D램(Single Date Rate Dynamic Random Access Memory)보다 데이터 신호 처리 속도를 두 배 높였다는 의미에서 DDR D램(Double Data Rate Dynamic Random Access Memory)이라고 명명됐다.

DDR D램은 데이터 전송 속도에 따라 DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5 등의 세대로 구분된다. 이 중 DDR5 D램은 지난해 말 JDEC에서 표준을 완성한 최신의 D램으로 현존 D램 중 가장 빠른 데이터 처리성능(3천200~6천400Mbps)을 갖춘 D램을 말한다.

(자료=SK하이닉스)

DDR D램의 종류는 쓰이는 제품에 따라 ▲PC와 노트북 등에 쓰이는 일반 D램(DRAM) ▲스마트폰, 태블릿PC 등에 쓰이는 모바일 D램(LPDDR DRAM) ▲데이터센터에 쓰이는 서버 D램(Server DRAM)으로 구분된다.

삼성전자가 이번에 양산을 시작한 LPDDR5 D램(Low Power Double Data Rate5 DRAM)은 현존 모바일 D램 중 가장 빠른 데이터 처리 성능과 최고의 전력효율을 갖춘 제품이다.

이는 현재 프리미엄 스마트폰에 탑재되는 LPDDR4X(Low Power Double Data Rate 4X) D램보다 약 1.3배 빠른 5천500메가비피에스(Mbps·초당 1Mb 전송)의 속도로 동작하며, 전력소비량도 기존 LPDDR4X D램보다 30% 가량 향상됐다.

삼성전자의 ‘12Gb LPDDR5 D램’. (사진=삼성전자)

예컨대 12Gb 모바일 D램은 8개를 하나로 묶어 12기가바이트(GB) 용량의 패키지로 만들면 풀HD급 영화 12편에 해당되는 44GB의 데이터를 1초 만에 처리할 수 있다.

삼성전자는 내년부터 평택 반도체 생산 공장에 LPDDR5 D램 양산체제를 구축하고, 이 모바일 D램보다 16.36% 더 빠른 6천400Mps 속도의 신형 LPDDR5 D램도 출시할 계획이다.

시장에서는 LPDDR5 D램의 수요가 5세대(5G) 이동통신 서비스의 보급화로 인해 앞으로 지속 증가할 것으로 보고 있다.

이는 LPDDR5 D램이 기존 LPDDR4 D램 대비 고성능·저전력의 특성을 갖춰 5G 스마트폰을 통한 빅데이터, 인공지능(AI), 머신러닝(ML) 등에 최적화된 성능을 구현할 수 있기 때문이다.

시장조사업체 IDC는 이와 관련해 전체 DDR5 D램 수요가 오는 2020년부터 본격적으로 증가해 2022년에는 44%를 차지할 것이라고 전망한 바 있다. 또 다른 시장조사업체 가트너는 2023년 전체 휴대전화 판매량의 51%를 5G 스마트폰이 차지할 것이라는 예측을 내놓기도 했다.

반도체 업계에서는 5G 이동통신 서비스가 본격 확산되는 내년부터 LPDDR5 D램 출하량이 급격히 늘어날 것으로 기대하고 있다.

이미 세계 1위 스마트폰 제조업체 삼성전자는 다음 달 출시하는 갤럭시노트10부터 LPDDR5 모바일 D램을 적용하고, 이후 출시되는 여러 5G 스마트폰에도 이를 확대·적용한다는 계획을 세운 상태다.

세계 1위 D램 업체인 삼성전자가 이달 LPDDR5 D램을 출시함에 따라 2위 업체인 SK하이닉스도 조만간 LPDDR5 D램 출시에 나설 것으로 관측된다.

SK하이닉스 역시 지난해 말 16Gb 용량의 DDR5 D램 개발에 성공해 일반 D램과 서버용 D램으로 DDR5 D램 양산을 진행 중이기 때문이다.

삼성전자의 ‘갤럭시노트10’ 추정 이미지. (사진=윈퓨쳐)

SK하이닉스 측은 이와 관련해 “DDR5 시장이 열리는 2020년부터 본격 양산을 개시해 고객 수요에 적극 대응할 계획”이라는 밝힌 바 있다.

한편, D램은 전원이 공급되는 동안에만 데이터를 읽고 쓸 수 있는 휘발성 메모리 반도체를 말한다.

이는 데이터를 저장할 수 있는 공간인 수십억 개의 메모리 셀로 구성돼 있으며, 메모리 셀 안에는 전류를 흘려보내는 트랜지스터와 전하를 주고받는 캐패시터가 위치하고 있다.

작동방식은 트랜지스터가 캐패시터에 전류를 흘려보내면 ‘1’, 전류를 흘려보내지 않을 때는 ‘0’으로 데이터 값을 부여해 ‘0’과 ‘1’의 조합된 숫자로 데이터 값을 정의하는 방식(이진법)으로 작동한다.

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