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6년간 개점 휴업 SD 익스프레스 규격, 올해 다시 빛 보나

2018년 첫 등장 이후 6년 가까이 잠들어 있었던 메모리카드용 고속 전송 규격, SD 익스프레스(SD Express)가 올해 다시 주목받을 가능성이 커졌다. 그간 웨스턴디지털, 렉사 등 주요 메모리카드 제조사가 제품 개발을 밝혔지만 실제 양산까지 이어지지는 못했다. 그러나 삼성전자가 규격 제정 6년만인 지난 달 SD 익스프레스 기반 256GB 마이크로SD 제품을 올해 안에 국내 포함 전세계 시장에 출시하겠다고 밝힌 것이다. 그러나 주 수요처로 꼽히는 카메라 등에는 이미 다른 규격인 CF 익스프레스가 널리 보급된데다 스마트폰·태블릿은 메모리카드를 추가할 수 없는 일체형 설계가 주류로 자리잡아 도입률 확보는 쉽지 않은 상황이다. ■ 2018년 SD 익스프레스 규격 초안 등장 SD 익스프레스는 SD카드 표준화 단체인 SD협회(SD Association)가 2018년부터 추진한 차세대 전송 규격이다. 데이터 전송 통로에 PCI 익스프레스 3.0, 데이터 전송 규격에 SSD에 쓰이던 NVMe 인터페이스를 적용했다. 최초 발표된 규격은 PCI 익스프레스 3.0 레인(lane, 데이터 전송 통로) 1개를 활용해 최대 전송속도 1GB/s를 냈다. 컴퓨텍스 2019 당시 웨스턴디지털이 공개한 마이크로SD 익스프레스 시제품 최대 속도는 읽기 818.8MB/s, 쓰기 496.5MB/s다. 이는 현재 시중에 나온 SATA3 SSD 대비 최대 1.6배 빠른 수준이다. 또 기존 고성능 SD카드에 적용된 UHS-Ⅱ(312MB/s) 대비 최대 두 배 빠르다. 이후 2020년에는 PCI 익스프레스 4.0 레인 2개를 활용해 초당 최대 4GB/s를 전송할 수 있는 새 규격이 나왔다. ■ 주요 제조사 상품화 실패...삼성전자는 '양산' 기존 메모리카드 제조사는 SD 익스프레스 규격이 처음 등장한 2018년부터 현재까지 계속해서 상품화를 시도했다. 그러나 소모 전력이나 발열 등 문제로 실제 출시된 제품은 없다. 웨스턴디지털과 에이데이터를 포함해 2021년에는 렉사가 256/512GB 제품을 개발했다고 밝혔지만 실제 제품은 출시되지 않았다. 이후 3년만인 지난 2월 말, 삼성전자가 SD 익스프레스 기반 256GB 마이크로SD 제품 개발을 알린 것이다. 삼성전자 제품은 초당 최대 읽기 속도가 800MB/s로 2019년 당시 웨스턴디지털이 개발한 시제품과 동일한 수준이다. 그러나 저전력 설계, 온도에 따라 성능을 최적화하는 DTG(동적 열보호) 기술을 적용해 상당 부분 문제를 해결했다는 것이 삼성전자 설명이다. 삼성전자는 현재 256GB SD 익스프레스 마이크로SD 카드 시제품을 주요 고객사에 공급하기 시작했다. 삼성전자는 이 제품을 이달부터 양산에 들어가 B2B 시장에 우선 공급하며 일반 소비자용으로도 출시할 예정이다. ■ SDA "SD 익스프레스, AI 향상·수리할 권리 보장 도울 것" 사카모토 히로유키 SD협회 회장은 지난 1월 말 기고문을 통해 "SD 익스프레스 기반 메모리카드는 거대언어모델(LLM) 등 AI 처리 시간을 향상시키며 교체 가능한 고성능 저장장치를 제공해 최근 대두되는 '수리할 권리' 향상에도 도움을 줄 것"이라고 전망했다. 그러나 SD 익스프레스 규격의 주된 수요처로 꼽히는 카메라에는 이미 2018년부터 니콘 Z7을 시작으로 올해 국내 출시된 소니 알파9Ⅲ까지 CF 익스프레스 규격이 널리 적용되고 있다. 소니와 렉사, 샌디스크(웨스턴디지털) 등 다양한 업체가 실제 제품을 출시했고 국내 포함 전세계 시장에서 지금 당장 구매할 수 있다. ■ 일부 노트북에 적용...실제 제품 통한 검증 사례 전무 레노버, MSI, 에이수스, HP 등 PC 제조사가 출시한 일부 노트북 제품은 마이크로SD 리더에 SD 익스프레스 규격을 적용해 출시하기도 했다. 그러나 지금까지 실제 양산된 제품으로 전송 속도나 안정성을 검증한 적이 없다. '수리할 권리'의 대표적인 예로 꼽히는 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에 SD 익스프레스 규격이 채용될 수 있을지도 미지수다. 주요 제조사가 방진·방수 구현 편의성, 보안 강화와 수익 증대를 위해 공간 확장이 불가능한 일체형 구조를 채택하는 추세가 일반화 됐기 때문이다.

2024.03.07 16:38권봉석

AMD, 6세대 FPGA '스파르탄 울트라스케일+' 내년 하반기 출시

AMD가 내년 I/O(입출력)를 강화한 6세대 FPGA(프로그래머블반도체)인 스파르탄 울트라스케일+ 출시를 앞두고 개발 배경과 향후 계획 등을 공개했다. 스파르탄 울트라스케일+는 구동 기간이 긴 산업·의료용 장비의 수명주기를 고려해 현행 최신 규격인 DDR5 메모리와 PCI 익스프레스 등을 적용해 향후 유지보수 편의성을 고려했다. 스파르탄 울트라스케일+는 내년 하반기 출시를 목표로 개발중이다. 로직 셀 규모에 따라 1만 1천개에서 21만 8천개까지 총 9개 제품이 출시되며 업데이트된 개발툴 '비바도'는 올해 말, 시제품과 평가키트는 내년 상반기 출시될 예정이다. ■ "엣지 AI 수요 증가, IoT 기기 5년 안에 2배 늘어난다" 스파르탄(Spartan)은 자일링스가 AMD 인수 이전인 1998년 첫 출시한 FPGA 제품군으로 현재까지 5세대 제품이 출시됐다. 사전 브리핑에서 롭 바우어(Rob Bauer) AMD AECG 비용 최적화 반도체 마케팅 수석 매니저는 "스파르탄 FPGA는 미래 지향 기능을 소형 폼팩터에 담아 의료나 산업 자동화 등 다양한 분야에 쓰인다"고 설명했다. 이어 "오는 2028년까지 인터넷에 연결된 IoT(사물인터넷) 기기가 현재 대비 두 배로 늘어날 것으로 예상되는 가운데, 프라이버시나 보안 측면에서 온디바이스 AI 수요도 증가하며 스파르탄과 같은 비용 최적화 솔루션 수요는 증가 전망"이라고 덧붙였다. ■ 최신 I/O 규격 적용으로 15년 이상 수명 주기 고려 AMD가 내년 출시할 6세대 제품인 스파르탄 울트라스케일+는 개발부터 출시, 유지보수까지 수명주기가 긴 산업·의료용 기기를 겨냥해 최신 I/O 규격을 적용했다. 롭 바우어 매니저는 "산업용 제품군은 일반 소비자 제품 대비 대량생산에 최대 6년이 걸리며 투자대비수익(ROI)을 높이려면 기기 수명도 그만큼 길어질 필요가 있다. 산업 현장에서 실제 기기 수명은 15년 이상이며 이를 보장할 필요가 있다"고 설명했다. 스파르탄 울트라스케일+는 현행 최신 I/O 표준인 LPDDR4/5와 PCI 익스프레스 4.0을 지원해 향후 15년 이상 유지보수를 염두에 뒀다. 롭 바우어 매니저는 "메모리와 PCI 익스프레스 등 I/O 입출력 컨트롤러를 기본 내장해(Hard IP) 소형 디바이스에 적합하다. 메모리 컨트롤러 구현에는 맞춤형 구성 가능한 로직 셀이 3만 개 필요하지만 이를 온전히 활용할 수 있다는 것이 강점"이라고 밝혔다. 생산 공정은 시장에 등장한 지 10년 이상 지나 이미 충분히 검증된 16nm(나노미터)이며 트랜지스터는 3차원 핀펫(FinFET)을 활용한다. 28nm 공정에서 생산된 기존 제품 대비 적게는 30%, 최대 60%까지 전력 소모를 줄였다는 것이 AMD 설명이다. ■ "단일 개발툴 '비바도'로 개발 시간 단축" AMD는 스파르탄 울트라스케일+ 개발자를 위해 VHDL 기반으로 회로 합성과 최적화, 디버깅까지 모두 처리할 수 있는 단일 툴인 비바도(Vivado)를 제공한다. 롭 바우어 매니저는 "현재 시장 요구에 비해 FPGA 개발자 수요가 30% 가량 부족하며 비바도는 학습 시간을 줄이고 시뮬레이션과 실제 로직 구현을 단일 툴로 처리할 수 있어 제품 출시 시간을 단축할 수 있다는 것이 가장 큰 강점"이라고 밝혔다. 이어 "스파르탄 울트라스케일+는 향후 양자컴퓨터 발전에 따라 엣지 암호화가 무력화될 가능성에 대비해 미국 국립표준연구소(NISGT)의 양자내성암호(PQC) 표준 인증을 확보한 상태"라고 덧붙였다. ■ 내년 하반기 출시 예정..."기존 제품도 지속 지원" 롭 바우어 매니저는 "제품 수명주기를 고려할 때 향후 출시할 제품은 미래지향 표준과 향상된 보안을 제공하는 16nm 기반 스파르탄 울트라스케일+가 적합하다. 그러나 고객사들은 용도에 따라 28nm 기반 스파르탄6를 선택할 수 있다"고 설명했다. 이어 "자일링스는 과거 출시한 제품도 가능한 한 지원 기간을 꾸준히 늘리고 있다. 스파르탄 울트라스케일+가 출시돼도 기존 제품 역시 고객사의 수명 주기 연장을 위해 지속 공급될 것"이라고 덧붙였다.

2024.03.05 23:00권봉석

인텔 차세대 CPU '애로우레이크', DDR4 메모리 버린다

인텔이 올 하반기 출시할 데스크톱PC용 프로세서 '애로우레이크'(Arrow Lake) 관련 전망이 주요 PC 제조사와 메인보드 제조업체가 밀집한 대만과 중국 지역을 중심으로 확산되고 있다. 애로우레이크는 2021년 인텔이 제시한 로드맵 중 가장 최신 공정에 속하는 인텔 20A(Å, 0.2nm급) 공정에서 생산되며 반도체 후면 전력 전달 기술 '파워비아'(PowerVIA), 새 트랜지스터 구조 '리본펫'(RibbonFET) 등 신기술이 모두 투입되는 전략 제품이다. 애로우레이크에는 AI 연산을 가속할 NPU도 탑재될 예정이다. CES 2024에서 미셸 존스턴 홀터스 인텔 클라이언트 컴퓨팅 그룹(CCG) 수석부사장은 "애로우레이크는 AI 가속 성능을 갖춘 게임용 프로세서가 될 것"이라고 밝히기도 했다. ■ 2021년 투입 'LGA 1700' 소켓, LGA 1851과 교대 애로우레이크부터는 더 많은 신호·전력전달용 핀이 필요한 상황을 고려해 현재 적용된 LGA 1700 소켓 대신 LGA 1851 소켓이 적용된다. 아직 실물은 노출되지 않았지만 인텔이 배포한 것으로 추측되는 예상도가 작년 하반기에 X(트위터) 등 소셜미디어를 통해 공개되기도 했다. 한 메인보드 제조사 관계자는 "인텔은 과거 수 년간 2년에 한 번 꼴로 프로세서용 소켓을 교체했지만 LGA 1851 소켓은 적어도 세 세대 가량 유지될 가능성이 크다"고 설명했다. 경쟁사인 AMD는 한 소켓 규격을 최소 4년 이상 유지한다. 메인보드 펌웨어 업데이트와 프로세서만 교체하면 적은 비용으로 업그레이드 가능한 것이 장점으로 꼽힌다. ■ 성능 향상·가격·내부 구조 때문에 DDR5 메모리만 지원 인텔은 12세대 코어 프로세서(엘더레이크, 2021년)부터 14세대 코어 프로세서(랩터레이크 리프레시, 2023년)까지 3년 이상 DDR4/5 메모리를 동시에 지원했다. 2021년 당시 DDR4 메모리는 성숙 단계에 접어든 반면 DDR5 메모리는 성능과 가격 모두 일반 소비자들이 만족하기 어려운 수준이었다. 2022년 출시된 13세대 코어 프로세서(랩터레이크)도 DDR4 메모리로 PC 구성 비용을 상당히 줄일 수 있었다. 그러나 애로우레이크는 지원 메모리를 DDR5로 통일할 예정이다. 현재 시장 주류인 DDR5-5600 16GB 메모리 가격이 6만원 이하로 내린데다 더 이상 높은 작동 속도를 확보할 수 없는 DDR4 메모리를 굳이 지원해야 할 필요가 사라졌기 때문이다. DDR4 지원 포기는 코어 울트라(메테오레이크) 이후 시작된 타일형 구조와도 관계가 있다. 프로세서를 구성하는 반도체 타일 조각 중 메모리 제어를 담당하는 IO 타일에서 DDR4 관련 반도체 IP(지적재산권)를 빼면 GPU나 CPU 등에 더 많은 면적을 할당할 수 있다. ■ SSD용 전송 통로 '레인'도 PCIe 5.0 규격 적용 현재 PCI 익스프레스 5.0 NVMe SSD를 지원하는 프로세서는 AMD 라이젠 7000 시리즈 뿐이다. 인텔은 최신 제품인 14세대 코어 프로세서에서 그래픽카드용 PCI 익스프레스 레인(lane, 데이터 전송 통로)에만 5.0 규격을 적용했고 SSD는 여전히 PCI 익스프레스 4.0 규격만 쓴다. 애로우레이크는 SSD용 레인도 PCI 익스프레스 4.0 규격에서 PCI 익스프레스 5.0 규격으로 전환할 가능성이 크다. 실리콘모션과 파이슨 등 대만계 SSD 컨트롤러 칩 제조사도 작년 연말부터 올 초 CES 2024에 걸쳐 6/7나노급 공정을 적용한 새 컨트롤러 칩을 대거 공개했다. 이들 제품 역시 이르면 하반기부터 시장 출시 예정이다. ■ 인텔, CES서 "애로우레이크 올해 출시" 미셸 존스턴 홀터스 인텔 클라이언트 컴퓨팅 그룹(CCG) 수석부사장은 CES 2024 기간 중 '오픈하우스' 행사에서 "애로우레이크는 올해 안에 출시할 것"이라고 공언했다. 각종 개발 과정도 현재까지는 순항중인 것으로 보인다. 지난 해 9월 '인텔 이노베이션' 행사에서는 인텔 20A 공정에서 생산한 애로우레이크 웨이퍼가 공개됐다. 같은 해 10월 팻 겔싱어 CEO는 3분기 실적발표에서 "인텔 20A 공정 기반 애로우레이크는 이미 윈도 운영체제 부팅에 성공했다"고 밝힌 바 있다. 인텔은 매년 6월경 대만 타이베이에서 진행되는 동북아시아 최대 규모 IT 전시회, 컴퓨텍스를 통해 하반기 출시할 프로세서 관련 정보를 공개했다. 올해 컴퓨텍스는 6월 4일부터 7일까지 4일간 진행되며 이 기간 중 기조연설이나 미디어 브리핑 등을 통해 추가 정보가 공개될 것으로 보인다.

2024.02.01 17:01권봉석

한미마이크로닉스, ATX 3.1 지원 전원공급장치 출시

한미마이크로닉스가 29일 ATX 3.1 규격을 적용한 데스크톱PC용 전원공급장치 '아스트로Ⅱ PT 1300W'를 출시했다. 이 제품은 그래픽카드 등 고출력 장치 전원공급용 단자를 12VHPWR(PCI 익스프레스 5.0)에서 12V-2x6(PCI 익스프레스 5.1)으로 교체해 안전성을 높였다. 최대 지원 출력은 600W이며 커넥터와 케이블은 두 개로 멀티 GPU에도 적용 가능하다. 80플러스 플래티넘 115V 인증으로 20~100% 부하 구간에서 최고 92% 효율을 구현했다. 프로세서와 그래픽카드가 주로 이용하는 +12V 전압을 안정적으로 공급하는 2세대 GPU-VR, PC 종료 후 냉각팬 회전으로 열을 배출하는 애프터쿨링 2세대 기술이 적용됐다. 무상보증기간은 구입일부터 10년간이며 제품 이상 발생시 새 제품으로 교환 가능하다. 가격은 30만 9천원.

2024.01.29 10:27권봉석

올 하반기 노트북에도 PCIe 5.0 SSD 탑재 본격화

PCI 익스프레스 5.0 SSD는 지난 해 3분기 초부터 데스크톱PC 등 시장을 중심으로 보급을 늘리고 있지만 노트북 적용 사례는 찾기 어렵다. 가장 큰 문제로는 고성능 작동시 발열과 전력소모가 꼽힌다. CES 2024 기간 중 대만 SSD 컨트롤러 제조사 파이슨이 미세공정을 적용한 새 컨트롤러 'E31T'를 공개했다. TSMC 7나노급 공정에 저전력 설계를 적용해 소모 전력을 10% 이상 낮췄다는 것이 파이슨 측 설명이다. 스토리지 업계 관계자들은 "생성 AI 구동이 가능한 노트북 출시에 따라 올 하반기부터 휴대성을 중시한 경량 노트북에도 PCI 익스프레스 5.0 SSD 탑재가 예상된다"고 전망했다. ■ 파이슨 E26 컨트롤러 칩, 발열·전력 소모 증가 파이슨은 2021년 9월 PCI 익스프레스 5.0 규격을 지원하는 첫 컨트롤러 칩인 E26을 개발했다. E26은 ARM 코어텍스 R5 코어와 파이슨이 독자 개발한 코엑스프로세서 2.0 코어를 조합해 설계했고 12nm 공정에서 생산된다. 최대 속도는 읽기 14GB/s, 쓰기 11.8GB/s 수준이다. 씨게이트, 마이크론, 기가바이트, MSI 등 주요 SSD 제조사가 이를 이듬 해 하반기부터 공급받아 SSD 제품 출시에 나섰다. 그러나 이들 제품은 방열판이나 열전도 시트, 냉각팬 등 적절한 냉각수단 없이 작동시 과열 손상을 막기 위한 성능 조정을 수행한다. 데스크톱PC 대비 내부 면적이 상대적으로 좁아 냉각 기구 탑재가 어려운 노트북에 탑재되는 사례는 드물었다. ■ 공정 미세화·설계 개선으로 전력 소모 최대 15% 절감 파이슨이 새로 공개한 PS5031-E31T 컨트롤러는 기존 제품의 약점인 발열과 소비 전력을 미세 공정 적용으로 해결했다. 내부 처리 코어는 Arm 코어텍스 R5 기반으로 변함이 없지만 제조 공정을 12나노에서 TSMC 7나노급으로 변경했다. 파이슨은 대용량 데이터 기록이 지속될 경우 완충 역할을 하는 D램을 빼고 설계를 개선해 기존 D램 탑재 모델 대비 전력 소모를 최대 15% 가량 낮췄다고 밝혔다. 또 고성능 작동이 필요 없는 상태에서 전력 소비를 줄이는 L1.2 모드를 지원한다. 최대 읽기/쓰기 속도는 각각 10.8GB/s로 데스크톱PC용 고성능 제품 대비 약간 떨어지지만 PCI 익스프레스 4.0 기반 SSD 최대 속도(8GB/s) 대비 2GB 가량 속도가 향상됐다. PS5031-E31T 컨트롤러로 SSD를 구성시 방열판이 필요 없는 구성이 가능해 노트북 등에 탑재도 가능하다. 이를 탑재한 제품은 올 상반기 중 주요 제조사를 통해 출시 예정이다. ■ "노트북에도 생성 AI 향상 위한 고성능 SSD 필요" CES 2024 기간 중 현장에서 만난 스토리지 업체 관계자들은 노트북에 PCI 익스프레스 5.0 기반 SSD 탑재가 필요해질 것이라고 전망했다. 이들은 "올해부터 AI 연산을 가속할 수 있는 인텔 AI 부스트, AMD 라이젠 AI 등 NPU(신경망처리장치) 탑재 노트북 출시가 계속된다. 생성 AI를 위한 패러미터 등 대용량 데이터 로딩 때문에 SSD 속도도 향상될 필요가 있다"고 설명했다. 이어 "PCI 익스프레스 5.0 SSD는 방열판과 냉각팬으로 열을 충분히 식힐 수 있는 데스크톱PC용 고성능 제품과 성능이 다소 낮아도 PCI 익스프레스 4.0 대비 최대 속도가 20% 향상된 노트북용 제품으로 이분화될 것"이라고 전망했다. 단 PCI 익스프레스 5.0 SSD의 장점을 온전히 살리려면 이를 지원하는 노트북용 프로세서 출시가 필요하다. 인텔 코어 울트라 U·H 프로세서와 AMD 라이젠 8040/7040 프로세서 등 현행 노트북용 프로세서는 여전히 SSD용 PCI 익스프레스 레인(lane, 데이터 전송 통로)에 여전히 PCI 익스프레스 4.0 규격만 적용하고 있다.

2024.01.17 16:42권봉석