SK하이닉스, 10나노급 6세대 공정 기반 모바일용 D램 ‘LPDDR6’ 개발

모바일 기기용 고성능 저전력 D램의 새로운 세대가 등장했다. SK하이닉스는 10나노급 6세대(1c) 공정을 적용한 16Gb(기가비트) LPDDR6 D램을 개발하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

회사는 지난 1월 CES 전시에서 해당 제품을 공개한 이후 최근 세계 최초로 1c LPDDR6 제품 개발 인증을 완료했으며, 상반기 내 양산 준비를 마치고 하반기부터 제품을 공급해 AI 구현에 최적화된 범용 메모리 제품 라인업을 구축해 나갈 계획이라고 밝혔다.

LPDDR6란 무엇이고 왜 중요한가

LPDDR은 ‘Low Power Double Data Rate’의 약자로, 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에 들어가는 D램 규격이다. 전력 소모를 최소화하기 위해 저전압으로 동작하는 것이 특징이며, 규격명에 ‘LP(Low Power)’가 붙는다. 1-2-3-4-4X-5-5X-6 순으로 세대가 발전해 왔으며, LPDDR6는 현재 가장 최신 규격이다. 모바일 기기는 배터리로 구동되기 때문에 같은 성능이라면 전력을 얼마나 덜 쓰느냐가 핵심 경쟁력이 되며, 동시에 온디바이스 AI처럼 기기 자체에서 대규모 연산을 처리해야 하는 수요가 늘면서 속도와 전력 효율을 동시에 높이는 것이 핵심 과제로 떠올랐다.

이번에 개발된 1c LPDDR6에서 ‘1c’는 10나노급 6세대 공정을 의미한다. 반도체 공정에서 세대가 올라갈수록 회로 선폭이 좁아져 같은 면적에 더 많은 회로를 집적할 수 있고, 이는 성능 향상과 전력 절감으로 이어진다. 이 제품은 온디바이스 AI가 탑재된 스마트폰이나 태블릿 같은 모바일 제품에 주로 활용될 예정이다. 온디바이스 AI란 물리적으로 떨어진 서버의 연산을 거치지 않고 기기 자체에서 AI 기능을 구현하는 기술로, 반응 속도가 빨라지고 사용자 맞춤형 AI 서비스 기능도 강화되는 장점이 있다.

이번 제품은 기존 LPDDR5X 대비 데이터 처리 속도와 전력 효율 두 가지를 모두 개선해 온디바이스 AI 구현에 최적화했다는 점이 핵심이다. 모바일 기기에서 AI 연산이 늘어날수록 메모리가 데이터를 얼마나 빠르게 주고받고, 그 과정에서 배터리를 얼마나 아끼느냐가 사용자 경험을 결정하는 만큼, 두 지표의 동시 개선은 기술적으로 중요한 의미를 갖는다.

처리 속도 33% 향상…대역폭 확장으로 데이터 전송량 늘려

1c LPDDR6의 데이터 처리 속도는 이전 세대인 LPDDR5X 대비 33% 향상됐다. 이는 대역폭 확장을 통해 단위 시간당 전송할 수 있는 데이터량을 늘린 결과다. 대역폭이란 메모리가 한 번에 주고받을 수 있는 데이터의 폭을 의미하며, 대역폭이 넓을수록 같은 시간에 더 많은 데이터를 처리할 수 있다. 기본 동작 속도는 10.7Gbps(초당 10.7기가비트) 이상으로, 이는 기존 제품의 최대치를 상회하는 수준이다.

전력은 서브 채널 구조와 DVFS 기술을 적용해 이전 세대 제품 대비 20% 이상 절감했다. 서브 채널 구조는 필요한 데이터 경로만 선택적으로 동작하도록 설계한 방식이다. DVFS는 ‘Dynamic Voltage and Frequency Scaling’의 약자로, 칩의 동작 상황에 따라 전압과 주파수를 동적으로 조절해 전력 소모와 성능을 최적화하는 전력 관리 기술이다. 쉽게 말해 자동차의 연비 주행 모드와 스포츠 모드를 상황에 따라 자동으로 전환하는 것과 유사한 원리다.

구체적으로는 게임 구동과 같이 고사양이 요구되는 환경에서는 DVFS를 높여 최고 대역폭 동작을 만들어내고, 평상시에는 주파수와 전압을 낮춰 전력 소비를 줄이도록 설계했다. 회사는 소비자들이 이전보다 길어진 배터리 사용 시간은 물론 최적의 멀티태스킹을 경험하게 될 것으로 기대하고 있다.

하반기 공급 목표…온디바이스 AI 메모리 라인업 구축

SK하이닉스는 상반기 내 양산 준비를 마치고 하반기부터 제품 공급에 나설 계획이다. 시장 수요에 따라 글로벌 모바일 고객사의 요구에 맞춰 준비할 방침이며, AI 구현에 최적화된 범용 메모리 제품 라인업을 구축해 나가겠다고 밝혔다. 온디바이스 AI 수요가 스마트폰과 태블릿을 중심으로 빠르게 확산되는 흐름 속에서, 이번 LPDDR6 개발 인증 완료는 모바일 메모리 시장에서의 기술 주도권을 확보하려는 전략의 일환으로 풀이된다.

이번 1c LPDDR6 개발은 지난 1월 CES에서의 제품 공개에 이어 세계 최초로 개발 인증까지 완료했다는 점에서 의미가 있다. 개발 완료와 양산 사이에는 신뢰성 검증, 고객사 인증 등 여러 단계가 남아 있으며, 실제 소비자 제품에 탑재되기까지는 하반기 공급 일정에 따라 진행될 전망이다.

SK하이닉스는 “앞으로도 고객과 함께 AI 메모리 솔루션을 시장에 적시 공급해 온디바이스 AI 사용자들에게 차별화된 가치를 제공할 것”이라고 밝혔다.