메모리 수급난, 프로세서·메모리 통합 패키징에도 타격

글로벌 빅테크가 경쟁적으로 시작한 AI 인프라 투자 경쟁은 PC 메모리 탑재 방식에도 큰 영향을 미칠 것으로 보인다. 특히 프로세서와 메모리를 한 패키지 안에 넣는 메모리 온 패키징 방식이 직격타를 맞았다.

메모리 온 패키징은 고성능과 저전력, 설계 효율 등에서 확실한 장점을 지녔고 이에 주목한 애플이 애플 실리콘 M시리즈로 PC 업계에 이를 보편화했다. 인텔과 퀄컴 등 경쟁사도 현행 제품, 혹은 차세대 제품에 메모리 온 패키징 방식을 적용했다.

그러나 현재는 고성능 메모리 수요 증가로 이점보다는 원가와 조달 부담이 더 커진 상황이다. 애플 뿐만 아니라 내년 차세대 프로세서 '스냅드래곤 X2 엘리트 익스트림'에 메모리를 통합한 퀄컴에도 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다.

전력 소모·부피 줄이고 성능은 향상

CPU나 SoC와 메모리를 긴밀히 통합하는 메모리 온 패키징(MoP)은 메모리를 프로세서와 분리하는 기존 방식 대비 몇 가지 분명한 장점을 지녔다.

먼저 한 다이(Die) 안에서 데이터가 오가기 때문에 지연시간이 줄고 메모리 대역폭이 올라간다. 또 PC를 구성하는 메인보드(주기판)의 부피를 줄여 PC 제조사가 노트북 내부 공간을 효율적으로 쓸 수 있다.

애플은 2020년 공개한 자체 설계 실리콘인 M시리즈부터 이런 접근을 보편화했다. 배터리 지속시간 향상과 속도 향상 등 두 개 목표를 실현해야 했던 인텔도 지난 해 출시한 코어 울트라 200V(루나레이크)에 같은 구조를 적용했다.

애플 이어 인텔·퀄컴도 유사 구조 적용

코어 울트라 200V는 타일로 구성된 SoC와 LPDDR5X 메모리를 인텔 고유 반도체 연결 기술인 EMIB로 연결했다. 최소 16GB(8×2), 최대 32GB(16×2) 용량 메모리를 통합해 PC 제조사에 공급했다.

퀄컴도 내년 중 출시할 차세대 PC용 프로세서인 스냅드래곤 X2 엘리트 익스트림에 같은 방식을 적용 예정이다. SoC와 같은 패키지 안에 LPDDR5X 메모리를 최대 128GB까지 통합해 매우 높은 대역폭(228GB/s)과 낮은 지연시간을 구현했다.

메모리 통합으로 원가 상승 부담

메모리 온 패키징에는 몇 가지 단점도 있다. 프로세서 제조사가 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 등 공급사에서 메모리를 사와 통합하는 과정에서 생기는 원가 상승이다.

메모리 공급가는 공급사와 고객사의 협상으로 결정된다. 문제는 프로세서 제조사가 PC 제조사만큼의 협상력을 가지지 못한다는 데 있다.

반도체 등 공급망에 정통한 궈밍치 홍콩 텐펑증권 애널리스트는 지난 해 11월 "인텔이 LPDDR5X 메모리를 받아오는 가격은 애플 대비 비싸게 책정됐을 것"이라고 추측했다.

PC 제조사가 메모리 용량/속도 결정 못하는 구조

PC에 탑재할 메모리 용량과 속도를 결정할 권한도 PC 제조사가 아닌 프로세서 제조사로 넘어간다.

일례로 코어 울트라 200V에 최대 탑재 가능한 메모리 용량은 32GB에 그쳤다. 64GB 메모리를 원하는 소비자는 코어 울트라 200H(애로우레이크), 혹은 전세대 제품인 코어 울트라 시리즈1(메테오레이크) 탑재 PC를 결정해야 했다.

궈밍치 역시 "코어 울트라 200V는 메모리를 통합하는 과정에서 PC 제조사의 부품 선택 유연성을 없앴다"고 설명했다.

인텔, 차세대 제품부터 메모리 온 패키징 중단

팻 겔싱어 인텔 CEO(당시)는 2024년 10월 실적발표 이후 컨퍼런스 콜에서 "코어 울트라 200V는 일시적(one-off) 제품이며 향후 출시될 제품에는 메모리를 통합하지 않을 것"이라고 설명했다.

인텔이 내년 초부터 본격 공급될 노트북·미니PC용 차세대 프로세서인 코어 울트라 시리즈3(팬서레이크)는 실제로 메모리와 프로세서 SoC를 분리했다. 메모리 탑재 용량과 속도도 PC 제조사의 손으로 다시 넘어갔다.

메모리 가격 상승, 내년 애플·퀄컴에 영향 가능성

올 하반기부터 시작된 메모리와 플래시 메모리 수급 문제는 메모리 온 패키징을 적용한 프로세서에도 큰 영향을 미칠 예정이다.

퀄컴이 내년부터 시장에 공급할 스냅드래곤 X2 엘리트 익스트림은 보급형에서 중간급에 이어 고성능 제품군까지 확대하는 것이 목적이다. 그러나 메모리 공급가 상승과 물량 부족으로 이를 탑재한 PC 출하량이 줄어들 가능성이 있다.

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