CXL 메모리란 무엇인가? - 고대역폭 용량 무한 확장

AI를 가능하게 하려면 대규모 계산이 필요하다는 것은 이제 상식이 되었습니다. 현재의 시스템으로는 이런 대규모 계산을 하기에 부족한 점이 있기에, 반도체 제조사를 중심으로 새로운 개념의 반도체를 만드는 시도를 하고 있습니다. 그런데, 기존의 시스템을 효율적으로 활용하기 위한 노력도 동시에 진행된다고 하네요. 그중 하나가 CXL 메모리입니다. 같이 알아봅시다.

 

 

CXL 메모리란?

CXL은 Compute Express Link의 약자로, PCIe를 기반으로 한 CPU, GPU, 가속기, 메모리 등을 효율적으로 사용하기 위한 신기술 인터페이스 표준입니다. 대규모 처리를 위해서는 CPU와 메모리 사이에 주고받는 데이터에서 발생하는 병목현상을 해결하는 것이 중요한데, CXL 기술을 이용하여 이 병목현상을 해결해 줍니다.

 

 

CXL 메모리는 삼성전자와 SK 하이닉스를 중심으로 개발 중이며, CXL 버전 2.0을 구현하여, CXL 스위치를 통해 분산된 메모리를 자체 메모리처럼 사용할 수 있도록 해 주며, 여러 CPU가 메모리를 공유하여 메모리 사용의 효율을 극대화하였습니다. 또한, CXL 스위치 뒤에 구현된 메모리 풀은 확장이 이론적으로는 무한대여서, AI 학습과 같은 대규모 데이터 처리가 필요한 작업에서 그 활용도는 더욱 높아질 것으로 예상됩니다.

 

CXL 메모리의 특징

CXL 메모리의 특징을 정리해 보면 아래와 같습니다.

1. 높은 용량의 메모리를 제공합니다. 이론상 무한 확장이 가능한 메모리를 제공함으로 대규모 데이터 처리가 필요한 환경에서 유용합니다.
2. CXL 메모리는 높은 대역폭을 자랑합니다. CPU 및 GPU가 계산을 더욱 빠르게 할 수 있도록 높은 대역폭을 통해 병목현상을 최소화합니다.
3. 지연시간이 낮아 빠른 데이터 처리가 가능합니다. PCIe 5.0을 사용한 인터페이스로 CXL 메모리 내의 데이터에 보다 빠르게 접근할 수 있도록 하므로, 데이터 처리 지연시간을 최소화해 줍니다.
4. CXL 메모리는 데이터의 일관성을 제공해 줍니다. 데이터 불일치 오류, 동기화 문제, 성능 저하 등의 비일관성에서 오는 문제를 해결하여, 시스템의 안정성과 신뢰성을 높여줍니다.

 

 

CXL 기술에서 CPU는 인텔과 AMD를 중심으로, 메모리는 삼성전자와 SK하이닉스를 중심으로 개발 중이며, 나머지 요소들도 선도기업들이 개발을 진행하고 있습니다. 아직 완성된 상용 시스템이 출시된 것은 아니지만, 이미 CPU와 메모리 분야에서는 속속 결과물들을 내놓고 있으므로, 2029년까지 연평균 35% 정도의 성장을 이루어 갈 것으로 예상하고 있습니다.

 

우리나라가 반도체 강국으로서의 지위를 어느 때보다 위협받고 있는 이때에, CXL 기술이 메모리 반도체의 선도국으로서의 위치를 다시 한번 굳히는 기회가 되기를 바라봅니다.

 

 

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