[테크홀릭] 삼성전자가 23일(현지시간) 미국 실리콘밸리에 위치한 삼성전자 미주법인(DSA) 사옥에서 이같은 내용을 담은 '제 3회 삼성테크데이2019'에서 5G 시대 대비한 시스템반도체를 대거 발표했다.

기존 제품보다 성능이 20% 가량 향상된 모바일 프로세서 '엑시노스'의 차기작과 업계 최고의 속도를 자랑하는 5G 모뎀 신작도 내놓았다. 여기에 ▲6세대 이동통신(6G) 시대를 겨냥한 칩, ▲사람의 눈보다 더 정교하고 빠른 정보전달이 가능한 이미지센서 등에 대한 신기술을 공개했다.

듀얼 NPU 코어·DSP 탑재, AI 성능 6배 향상된 '엑시노스 990'

삼성전자는 '엑시노스 990'에 2세대 자체 NPU 코어 2개와 디지털 신호처리기(DSP, Digital Signal Processor)를 탑재해 초당 10조회(TOPs, Tera Operations Per second) 이상의 인공지능 연산 성능을 확보했다.

NPU(Neural Processing Unit, 신경망처리장치)란 인공지능의 핵심인 딥러닝 알고리즘 연산에 최적화된 프로세서로 딥러닝 알고리즘은 수천 개 이상의 연산을 동시에 처리해야 하는 병렬 컴퓨팅 기술이 요구되는데, NPU는 이러한 대규모 병렬 연산을 효율적으로 할 수 있어 AI 구현을 위한 핵심 기술로 꼽히고 있다.

이로써 모바일 고객들이 사물·음성인식, 딥러닝(Deep Learning), AI 카메라 등 폭 넓은 분야에 인공지능 기능을 활용할 수 있게 확장성을 높였다.

특히 '얼굴 인식' 기능은 '온 디바이스 AI(On-Device AI)'와 결합해 잠금 해제와 같은 단순 인증뿐 아니라 모바일 뱅킹, 쇼핑 등의 금융 결제 시스템의 사용자 인증에 활용함으로써 모바일 기기의 보안성을 보다 강화했다.

'엑시노스 990'은 자체 개발한 프리미엄 빅코어 2개와 고성능 코어텍스-A76 미들코어 2개, 저전력 코어텍스-A55 리틀코어 4개가 탑재된 '2+2+4 트라이 클러스터(Tri-Cluster) 구조'를 적용해 전력효율을 극대화할 뿐 아니라 성능도 기존 프리미엄 모바일 AP 대비 20% 향상됐다.

또한 최신의 프리미엄 GPU(Mali-G77)로 그래픽 성능을 최대 20% 이상 높였으며, 초고속 LPDDR5 D램 지원, 최대 6개 이미지센서까지 확장할 수 있는 이미지처리장치(ISP, Image Signal Processor) 등 업계 최고 수준의 기능으로 최상의 사용자 경험을 제공 할 것으로 기대된다.

삼성전자 모바일AP '엑시노스(Exynos) 990'(사진=삼성전자)

2배 빨라진 5G 다운로드 속도를 자랑하는 '엑시노스 모뎀 5123'

삼성전자는 6GHz 이하 5G 네트워크에서 기존 대비 최고 2배 빨라진 업계 최고 수준의 초당 5.1Gb 다운로드 속도를 구현한 '엑시노스 모뎀 5123'을 선보였다.

'엑시노스 모뎀 5123'은 5G 망을 단독 사용하는 SA모드(Stand Alone)와 LTE 망을 공유하는 NSA모드(Non-Stand Alone)를 모두 사용할 수 있는 제품이다.

또한 8개의 주파수를 하나로 묶는 기술(CA, Carrier Aggregation)을 적용해 6GHz 이하 5G 네트워크에서뿐 아니라 밀리미터파(mmWave)대역에서도 초당 최대 7.35Gb의 업계 최고 수준의 다운로드 속도를 지원한다.

초당 7.35Gb는 풀HD급 영화 한편(3.7GB)을 약 4초만에 내려 받는 속도를 말한다.

CA(Carrier Aggregation)는 서로 떨어져 있는 2개 이상의 주파수 대역을 하나로 묶어 빠른 속도로 데이터를 전송하는 기술이다. 이 밖에도 1,024-QAM(직교 진폭 변조) 기술을 적용해 4G 환경에서도 초당 최고 3Gb 속도를 제공할 수 있다.
QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 직교 진폭 변조)은 독립된 2개의 반송파(Carrier wave)의 진폭과 위상을 동시에 변조해 데이터를 전송하는 방식을 뜻한다.

삼성전자는 '엑시노스 990'과 '엑시노스 모뎀 5123'을 연내 양산할 계획이다.

삼성전자 5G 통신칩 '엑시노스(Exynos) 모뎀 5123'(사진=삼성전자)

고성능/고용량 차세대 시스템에 최적화된 '3세대 10나노급(1z) D램'

삼성전자는 지난 9월부터 업계 최초로 '3세대 10나노급(1z) D램'을 본격 양산하기 시작했으며, 이를 기반으로 내년 초 최고 성능·최대 용량의 D램 라인업을 공급해 프리미엄 D램 시장의 성장을 지속 주도한다는 전략이다.

특히 역대 최대 용량인 512GB DDR5 D램을 비롯해 초고성능·초고용량 차세대 메모리 솔루션을 제공해 글로벌 고객들이 차세대 시스템을 적기에 출시하는데 기여할 예정이다.

D램 개발실 박광일 전무는 "지난 3월 업계 최초로 3세대 10나노급(1z) D램을 개발한 데 이어, 최고 속도·최대 용량의 DDR5 D램, 모바일 LPDDR5, 초고속 GDDR6, HBM3 등 차세대 프리미엄 라인업을 적기에 양산할 수 있도록 준비하고 있다"라며, "향후에도 기술 리더십을 지속 유지하는 한편, 에코시스템 업체들과 자율주행, AI 응용시장에서 안전성 향상을 위한 기술 협력을 확대해 나갈 것"이라고 밝혔다.

삼성전자 '24Gb LPDDR4X D램'(사진=삼성전자)

용량과 성능 2배 향상하는 '7세대(1yy단) V낸드’기술

삼성전자는 지난 7월 1 Stack 기술로 100단 이상 셀을 하나의 구조로 완성한 6세대(1xx) V낸드와 SSD를 업계 최초 양산한 데 이어, 용량과 성능을 2배 향상하는 7세대(1yy) V낸드 기술의 사업화 전략을 공개했다.

삼성전자 7세대(1yy) V낸드는 업계 유일 100단 이상의 셀을 한 번에 뚫는 단일 공정(1 Etching Step)을 더욱 개선한 적층 기술과 칩 면적을 최소화 할 수 있는 기술을 접목한 제품으로 내년에 출시할 계획이다.

또한 기존 1세대 대비 읽기응답 시간(tR) 및 지연 시간(Latency)을 개선한 2세대 Z-NAND 라인업을 공개하며 차별화된 고객 가치를 제공해 프리미엄 시장을 지속 확대해 나간다는 전략을 밝혔다.

플래시 개발실 강동구 상무는 "2013년 3차원 V낸드 양산을 통해 새로운 메모리 시장을 창출한 이래 세대가 증가할수록 기술 난이도가 더욱 높아지고 있다"라며, "7세대 V낸드에는 더욱 혁신적인 기술을 적용해 속도와 용량을 향상시켜, 고객들이 소비자의 사용편의성을 높인 차세대 시스템을 계획대로 출시하도록 도울 것"이라고 말했다.

고객 가치(TCO)를 더욱 강화한 차세대 'PCIe Gen5 SSD' 기술

삼성전자는 지난 9월 차세대 서버/스토리지를 지원하는 SSD 3大 소프트웨어 기술로 초고용량 SSD 시장의 새로운 패러다임을 제시했으며, 이 기술을 바탕으로 최고 성능을 구현한 PCIe Gen4 NVMe SSD(PM1733·PM1735)를 출시한 바 있다.

이 날 행사에서 삼성전자는 기존 제품보다 성능을 최대 2배 이상 향상시킬 수 있는 차세대 'PCIe Gen5 NVMe SSD' 기술의 사업화 계획도 공개했다.

PCIe (PCI Express)는 데이터 입출력을 위한 직렬 데이터 전송 구조의 인터페이스로 발전 단계에 따라 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 등으로 세대를 구분하며 숫자가 높을수록 데이터 전송 속도가 빠르다.

NVMe (Non Volatile Memory express)는 PCIe 인터페이스를 기반으로 한 비휘발성 대용량 저장장치를 위한 통신 규격을 말한다.

'PCIe Gen5 NVMe SSD'는 SATA SSD보다 최대 25배 이상 빠른 역대 최고의 연속 읽기(14GB/s)·쓰기 속도(10GB/s)를 목표로 개발 중이며, 임의 읽기·쓰기 속도도 각각 3,400,000 IOPS(초당 입출력 작업 처리 속도), 400,000 IOPS 조건을 만족할 것으로 예상된다.

솔루션 개발실 송용호 전무는 "초격차 V낸드, 초고속 컨트롤러, 고효율 소프트웨어, 폼펙터 등 최적 솔루션 기반의 PCIe Gen5 SSD를 세계 최초로 출시하여 제품 경쟁력을 더욱 강화시켜 나갈 것"이라며, "차세대 제품의 기획 단계부터 단종까지 고객별 대응 체계를 강화해 투자비, 운영비, 부가가치 등 TCO(Total Cost of Ownership)를 더욱 절감한 솔루션을 제공할 것"이라고 강조했다.

미드엔드 스마트폰까지 12GB D램 시대를 연 '12GB uMCP'

삼성전자는 대화면 스마트폰 시대에 최고의 솔루션을 제공하는 대용량 '12GB LPDDR4X(Low Power Double Data Rate 4X) uMCP(UFS-Based Multi Chip Package)'를 공개했다.

삼성전자는 플래그십 스마트폰용 12GB LPDDR4X 시장 선점에 이어, 8GB uMCP의 용량 한계를 돌파해 하이엔드와 미드엔드 스마트폰 시장까지 12GB 모바일 D램 시대를 열었다.

삼성전자는 올해 2월 '16Gb LPDDR4X' 기반 모바일 D램 패키지 양산에 이어 지난 9월부터 업계 최대 용량인 '24Gb LPDDR4X(1y)' 제품 양산을 시작함으로써 10GB와 12GB의 대용량 uMCP 제품을 업계에서 유일하게 공급할 수 있게 됐다.

uMCP는 UFS규격의 초고속 낸드플래시와 모바일 D램을 하나로 패키징해 모바일 기기 설계에 장점을 갖춘 제품으로 미드엔드 스마트폰에 주로 탑재되고 있다.

'12GB LPDDR4X uMCP'는 초당 4,266Mb의 D램 읽기/쓰기 속도를 구현하면서 용량은 1.5배 높이고 소비전력 증가를 최소화해 초고화질 영상 촬영, 인공지능(AI)과 머신러닝(ML) 기능을 안정적으로 지원한다.

삼성전자 '12GB uMCP'(사진=삼성전자)

전략마케팅팀 전세원 부사장은 "역대 최대 용량의 12GB uMCP 제품을 최초로 공급하며 하이엔드부터 미드엔드 스마트폰까지 대용량 모바일 D램 시대를 앞당겼다"라며, "고객의 신제품 출시에 맞춰 차세대 라인업을 공급해 소비자 사용 편의성을 더욱 향상하는데 기여하겠다"라고 밝혔다.

한편 삼성전자는 고객의 차세대 시스템 성능과 IT 투자 효율을 더욱 극대화하는 메모리 기술을 적기에 개발하고, 평택 신규 라인에서 차세대 라인업을 본격 양산하여 고객 수요 증가에 차질 없이 대응해 나간다는 계획이다.

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이승필 기자  thtower1@techholic.co.kr

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