삼성전자, 차세대 메모리 'zHBM' 최초 공개…"HBM5 대비 8배 성능"

삼성전자가 차세대 3D 메모리를 공개하며 AI 메모리 시장의 주도권을 확보하는 데 박차를 가한다.

삼성전자는 4일(현지시간)부터 사흘간 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 열리는 메모리 행사 'FMS 2026'에 참가해 zHBM과 z낸드-O의 모형을 업계 최초로 선보였다.

이진엽 플래시개발실 부사장과 김경륜 D램개발실 상무가 행사 첫날인 4일 오전에 기조연설을 진행했다.


zHBM은 AI 가속기(xPU) 위에 고대역폭메모리(HBM)을 직접 적층하는 아키텍처다. HBM을 가로·세로(X·Y축)의 2차원으로 연결하는 기존 방식을 벗어나 3차원인 높이(Z축)를 활용했다는 의미에서 'z'가 붙는다.

삼성전자에 따르면 zHBM은 AI 가속기와 메모리 간 데이터 이동 거리를 최소화해 데이터 병목 현상을 최소화하고 대역폭·전력효율을 극대화한다.

8세대 제품인 HBM5와 비교해 그래픽처리장치(GPU)당 성능이 최대 8배, 전력 대비 성능이 최대 3배 향상된다.

발열 제어 측면에서도 열 저항 수치가 HBM5 대비 10∼25% 수준으로 낮아져 열 저항을 절반 이상 떨어뜨릴 수 있다.

zHBM은 맞춤형 설계가 가능한 3D 메모리 솔루션이란 점도 강점이다. 메모리와 AI 가속기 사이에 있는 층에 맞춤형 IP를 추가해 메모리 용량 확장, 가속기 성능 강화 등 제품 특성을 최적화할 수 있다.

김경륜 상무는 "기존 패키징 구조로는 가속기 칩과 메모리 간의 물리적 거리 단축에 물리적 한계인 '메모리 장벽'이 존재한다"며 차세대 아키텍처 전환의 필요성을 강조했다.


삼성전자는 이번 행사에서 3D 메모리 아키텍처 z낸드-O도 소개했다.

z낸드-O는 삼성전자가 개발 중인 고성능 낸드 플래시 솔루션으로, 4단 또는 8단 반도체 칩을 3차원으로 패키징해 제작된다.

제품명 끝의 '-O'는 온디바이스(기기내장형) AI 환경에 특화된 제품임을 의미한다.

삼성전자는 z낸드-O가 D램의 용량 부족과 기존 낸드의 낮은 대역폭 문제를 해결해 고용량, 고대역폭, 빠른 응답속도를 구현하며 데이터 처리를 효과적으로 지원한다고 설명했다.

이진엽 부사장은 매개변수(파라미터)가 1,200억 개인 GPT 모델을 기반으로 한 실험에서 z낸드-O가 기존 D램 서버와 동일한 초당 토큰 수를 기록하면서도 비용은 6분의 1에 불과하다고 강조했다.

삼성전자는 이번 행사에서 400단 이상을 수직 적층한 10세대 V낸드 'V10 BV-낸드'도 업계 최초로 공개했다.

V10 BV-낸드는 메모리 집적도를 전 세대(V9) 대비 약 58% 향상시켜 동일한 면적에 더 많은 데이터를 저장하는 것이 특징이다.

삼성전자는 차세대 3D 메모리를 기반으로 고성능 컴퓨팅과 AI 인프라 수요 증가에 대응하겠다는 전략이다.

(사진=삼성전자)