매년 1월이면 미국 라스베이거스에서 개최되는 CES는 세계 최대의 전자기기 박람회로 불립니다. 이번 2025년 CES에서는 최근 트렌드를 반영하듯 AI 분야가 전시회의 메인으로 자리 잡았는데요, 그 중에서 AI 컴퓨팅을 가능하게 하는 HBM 메모리에 대한 관심이 뜨겁습니다.
그렇다면 HBM이란 무엇이고 왜 이토록 큰 관심을 받고 있는지 알아보겠습니다.
HBM 이란?
HBM(High Bandwidth Memory)은 메모리 반도체 중 하나로, 매우 빠르고 효율적인 데이터 처리가 가능한 기술입니다. 메모리 반도체 자체가 컴퓨터나 게임 기기, 스마트폰 등에서 데이터를 읽고 쓰는 일을 하는 역할을 하는데 HBM은 기존 GDDR 방식에 비해 훨썬 더 빠른 속도로 일을 처리할 수 있습니다.
일반적으로 메모리는 컴퓨터에서 데이터를 저장하고 필요할 때 꺼내서 사용하는 역할을 합니다. 그런데 메모리 반도체의 속도가 너무 느리면, 컴퓨터가 데이터를 처리하는 데 시간이 오래 걸려서 성능이 떨어지게 되어 컴퓨터 사용자들은 늘 더 빠르고 효율적인 메모리를 추구해 왔습니다.
HBM은 기존의 메모리보다 데이터 전송 속도가 매우 빨라서, 그래픽 카드나 고성능 컴퓨터, 인공지능(AI) 등을 사용할 때 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, HBM은 고속으로 데이터를 처리해야 하는 게임 그래픽이나 영상 편집처럼 복잡한 작업을 빠르게 할 수 있게 도와주는 것이지요.
HBM이 빠른 이유
HBM이 더 빠르고 효율적인 데이터 처리가 가능하게 되는 이유는 “병렬 처리”와 ”더 넓은 데이터 전송 경로” 에 있습니다. . 여기서 말하는 원리는 두 가지 주요 기술로 설명할 수 있습니다.
병렬 처리:
HBM은 여러 개의 메모리 칩을 수직으로 쌓아서(3D 구조) 하나의 메모리 덩어리처럼 합니다. 일반적인 메모리(DRAM)는 평평하게 배치된 칩들이 한 줄로 배열되어 있는데, 이렇게 되면 데이터 전송이 한 방향으로만 이루어져 속도가 제한적일 수 밖에 없습니다.
반면 HBM은 여러 층의 메모리 칩을 세로로 쌓아서, 데이터가 동시에 여러 경로를 통해 전송될 수 있으며, 이를 통해 데이터를 더 빠르게 여러 곳에서 동시에 읽고 쓸 수 있게 되는 것입니다. 이 방식은 병렬 처리라고 부르며, 여러 작업을 동시에 빠르게 처리할 수 있도록 해줍니다.
더 넓은 데이터 전송 경로:
HBM은 메모리와 프로세서 간의 연결을 기존의 메모리보다 훨씬 넓게 설계되어 있습니다. 보통의 메모리는 데이터가 전달되는 경로가 좁고 제한적이지만 HBM은 버스(bus)라는 넓은 전송 경로를 사용하여, 한 번에 더 많은 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 것입니다.
그래서 HBM은 데이터를 빠르게 읽고 쓸 수 있으며, 특히 그래픽 처리나 인공지능(AI) 같은 고속 처리 작업에 유리한 것으로 알려져 있습니다.
결론적으로, HBM은 여러 개의 메모리 칩을 쌓아서 병렬로 처리하고, 넓은 데이터 전송 경로를 통해 데이터를 빠르게 주고받을 수 있게 만들어져서 성능이 뛰어난 거죠. 이를 통해 고속 데이터 처리나 복잡한 작업을 효율적으로 할 수 있게 됩니다.
AI 세상에 HBM이 주목받는 이유
HBM(High Bandwidth Memory)의 상용화는 많은 분야에서 큰 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 현재 HBM은 이미 고성능 그래픽 카드, 슈퍼컴퓨터, 인공지능(AI) 시스템 등에서 사용되고 있지만, 앞으로 더 넓은 범위로 확장될 가능성이 매우 높습니다. 사용 가능성과 성장 가능성을 아래와 같은 이유로 설명할 수 있겠습니다:
1. 고속 데이터 처리가 중요한 분야에서의 수요 증가
인공지능(AI)과 머신러닝: AI와 머신러닝이 유효한 역할을 하기 위해서는 매우 많은 양의 데이터를 빠르게 처리해야 합니다. HBM은 빠른 데이터 전송 속도 덕분에 AI 훈련, 예측, 분석 작업을 더 효율적으로 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 자율주행차나 스마트 헬스케어 시스템 등에서 AI 기반 시스템들이 점점 더 발전하면서 HBM의 수요는 계속 증가할 것입니다.
그래픽 카드와 게임: 4k 화질이 대중화되면서 게임 그래픽 분야에서도 고화질 영상 처리에 필요한 데이터 양은 점점 커지고 있습니다. 소니 플레이스테이션, 마이크로 소프트 XBOX에서는 그동안 SSD를 채택해 속도 향상에 대응해왔지만 이제는 이도 거의 한계에 도달했습니다. 앞으로는 메모리 분야에서 HBM 메모리를 통해 고해상도 그래픽, VR(가상 현실) 등에서 로딩 속도 및 플레이 속도 향상을 기대할 수 있습니다.
슈퍼컴퓨터와 데이터 센터: 대형 슈퍼컴퓨터와 데이터 센터에서는 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 메모리가 필수적입니다. HBM은 이러한 분야에서 성능 향상에 중요한 역할을 하므로, 다양한 산업에서 채택될 가능성이 높습니다.
2. 모바일 및 웨어러블 기기
스마트폰, 태블릿, 스마트워치 등: 스마트폰과 같은 모바일 기기에서도 점차 높은 성능과 효율성을 요구하고 있습니다. HBM은 작은 크기에서도 고속으로 데이터를 처리할 수 있어서, 향후 모바일 기기에도 채택될 가능성이 높습니다. 예를 들어, 5G와 같은 빠른 통신 기술과 결합하여 더 높은 성능의 앱을 구동할 수 있습니다.
3. 자율주행차와 IoT(사물인터넷)
자율주행차와 IoT 기기들은 실시간으로 빠르게 데이터를 처리해야 하기 때문에 HBM이 중요한 역할을 할 수 있습니다. 자율주행차는 도로 상황을 실시간으로 분석하고 의사결정을 내려야 하는데, 이때 빠르고 효율적인 데이터 처리 기술인 HBM이 필수적입니다. IoT 기기들도 점점 더 많은 데이터를 실시간으로 주고받고 처리하므로 HBM이 큰 역할을 할 수 있습니다.
4. 성장 가능성
가격 인하와 대량 생산: HBM은 아직까지는 가격이 매우 높은 편으로 개인용 전자기기에 사용하기에는 비용 부담이 상당한 것이 사실입니다. 하지만 생산 기술이 점차 발전해 수율이 높아진다면, 가격이 하락할 것이고 보다 다양한 분야에서 HBM을 사용하는 것이 가능해집니다.
기술 발전: HBM의 발전도 중요한 성장 요인입니다. 예를 들어, HBM3, HBM4 등의 차세대 기술이 계속해서 개선되면 더 빠르고 효율적인 메모리 시스템이 등장하고, 그로 인해 다양한 산업 분야에서 사용 범위가 확대될 것입니다.
5. 저전력 소비
HBM은 기존의 메모리보다 에너지 효율성이 뛰어나기 때문에, 모바일 기기나 IoT 장치처럼 전력 소비가 중요한 분야에서도 유리합니다. 더 적은 전력으로 빠르게 데이터를 처리할 수 있어, 에너지 효율성이 중요한 분야에서 점점 더 많은 채택을 받을 가능성이 높습니다.
HBM은 기술 발전, 가격 인하, 고성능 요구가 증가하는 분야에서 그 사용 범위와 가능성을 더욱 넓힐 것입니다. 특히 인공지능, 자율주행차, 그래픽 처리, 슈퍼컴퓨터 등 데이터 처리 속도가 중요한 분야에서 큰 성장을 기대할 수 있습니다. 기술이 더 발전하고 가격이 합리적으로 낮아지면, 앞으로 더 많은 소비자 제품에도 적용될 가능성이 커질 것입니다. HBM은 계속해서 혁신적인 기술로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.
