8단 실리콘관통전극(TSV) 기술 D램에 첫 적용
삼성전자가 8단 실리콘관통전극(TSV) 기술을 D램에 처음으로 적용한 512GB DDR5 메모리 기술을 반도체 학회 '핫칩스'에서 23일 발표했다.
기존 삼성전자의 DDR4 메모리 모듈은 최대 4개의 다이를 쌓는 방식인 4단 실리콘관통전극(TSV) 기술이 적용됐다. 이를 통해 1.2mm 두께를 칩을 만들 수 있었다. 이에 비해 이번 DDR5 모듈은 최대 8개 다이를 TSV로 쌓고도 높이가 1mm에 불과하다. 얇은 웨이퍼 핸들링 기술을 통해 다이 사이의 간격을 40% 감소시킬 수 있었다.
DDR5는 다이 수가 더 많아 졌지만 DDR4 보다 더 나은 냉각 기능을 제공한다. 반도체 공정의 미세화에 따른 누설 전류를 막기 위해 유전율 상수(K)가 높은 물질을 공정에 적용해 고성능과 저전력을 동시에 구현한 덕분이다. 또 자체 개발한 DDR5 전용 전력반도체(PMIC)를 탑재해 노이즈를 줄였고, 더 낮은 전압에서 작동할 수 있게 했다.
7.2Gbps 전송속도의 512GB DDR5 모듈은 기존 DDR4 대비 성능은 1.4배, 속도는 2.2배, 용량은 2배 올라가고, 소비 전력은 0.92배로 줄었다.
삼성전자는 DDR5의 더 높은 메모리 전송 속도와 신호 안전성을 위해 새로운 기술인 DFE(Decision Feedback Equalizer)를 도입했다. 이를 통해 다양한 데이터 경로 위치와 핀별 보정 기술을 사용할 수 있다.
또 저전력을 위해 노이즈를 줄이고 낮은 전압에서 작동하도록 고효율 전원관리IC(PMIC)를 탑재했다. 메모리 수율을 개선시키기 위해 다이 별로 ODECC(온다이 오류 정정코드) 포톨로지를 적용함으로써 비트 오류율이 10배 이상 개선됐다.
DDR5 모듈은 데이터센터의 서버 시장을 공략할 계획이다. 삼성전자 측은 첫 번째 512GB DDR5 모듈을 내년 말에 양산할 계획이라고 밝혔다. DDR5 메모리가 데이터센터에 본격 적용되는 시점은 2023년부터 이뤄질 전망이다.
