[분석정보] IDF의 초점이 되는 인텔 마이크론의 3D Xpoint 메모리의 정체

Flash Memory Summit 회장 "Santa Clara Convention Center"

Flash Memory Summit에서 3D XPoint 세션이 초만원

 "우선 최초로 말해두면 이 세션에는 Intel도 Micron도 등장하지 않는다."

 지난주 개최된 비휘발성 메모리 컨퍼런스 "Flash Memory Summit"에서 가장 인기였던 세션은 Intel과 Micron Technology의 "3D XPoint"메모리 세션이었다 ...... 다만 Intel과 Micron 없이. 메모리 업계의 저명한 분석가들이 Intel-Micron의 수수께끼의 메모리 3D XPoint 관한 추측을 토론하는 세션이었다. 그러므로 서두에서 Intel과 Micron의 공식 세션이 아님이 고지되었다.

 당사자인 Intel과 Micron 부재인 세션에, 이 세션에 입석으로 가득차게 될 정도의 관객이 몰려든 것은 Intel과 Micron의 "발표"가 수수께끼로 가득했기 때문이다. 두 회사는 지난달 (2015년 7월) 새로운 메모리 3D XPoint의 개발과 제조시작을 발표했는데, 그 내용은 너무 정체불명 이었다. 3D XPoint는 비휘발성의 새로운 메모리로 NAND보다 훨씬 고속이며 다시쓰기 사이클 수명이 있고, DRAM보다 훨씬 밀도가 높다고 한다. 그러나 획기적인 신 메모리라 말하면서, 가장 중요한 기술적인 포인트는 모두 가려진 채였다. 통상적으로 가장 앞서 말하는 메모리 소자 기술까지 숨겼다.

 거의 아무것도 발표하지 않은 것과 같은, 수수께끼가 많은 발표를 두회사가 대대적으로 한 것으로, 3D XPoint는 메모리 업계의 주목을 최대급으로 모았다. 다양한 억측이 난무하며, 메모리 업계의 사람은 누구나가 만나면 3D XPoint 얘기하는 상태다. 이러한 상황에 있었기 때문에, Flash Memory Summit에서 3D XPoint을 해석하는 세션에 청중이 몰려든 것이다.

스위칭 소자 기술에 대해 숨긴 Intel-Micron

 Intel과 Micron이 3D XPoint 메모리에 대해 기술적으로 밝힌것은 크로스 포인트 구조의 메모리 기술이라는 점 뿐이다. 크로스 포인트는 워드선과 비트선의 교차점에 메모리 소자와 액세스 장치를 생성하는 방식의 메모리 기술인것. 장점 중 하나는 배선에 관해서 메모리 소자의 2차원상의 면적을 최소화 가능한 것. 또한 공정 기술의 미세화에 따라서 메모리 소자를 축소 가능할 가능성이 높은 것을 의미한다.

 또한 Intel / Micron은 메모리 셀은 새로운 재료를 사용하는 것, 성능은 기존 평면 NAND에 1000 배 빠른, 1000 배 다시쓰기 가능 횟수가 많음, DRAM 보다 10배 고밀도인 것도 밝혔다. 구조로서 비트 액세스가 가능하며, NAND와 다르게 랜덤 액세스 메모리로서 사용하는 것이 가능하다. 그에 따라 Intel은 3D XPoint 메모리를 NAND 이후의 획기적인 메모리로 평가한다. (DRAM 대신에 주기억 메모리로 쓸 수 있다는 얘기)

 Intel과 Micron이 3D XPoint 메모리 소자 기술에 대해 숨기는 것으로, 다양한 억측이 떠오르고 있다. 기존형의 메모리 기술의 하나가 아니냐는 온당한 견해에서, 나노 튜브 또는 풀러렌을 사용한 혁신적인 소자는 아닌가 하는 예측까지 논하는 상태다. 만약 혁신적인 기술이라면, 3D XPoint 메모리는 틀림없이 메모리 업계를 뒤흔들 제품이 될 것이다.

 Intel은 이번 주 자사의 기술 컨퍼런스 "Intel Developer Forum (IDF)"에서 3D XPoint 기술 개요를 발표할 것으로 예상되고 있다. 그에 따라 반도체 업계에서는 IDF에서 발표에 주목하고 있다. 올해 (2015년)는 IDF의 주옥은 Intel 프로세서 기술 보다 메모리 기술이 될 것 같다.

3D XPoint 메모리는 PCM이라는 추측 논의가 끓어 오름

 이러한 상황 직전에 행해진 Flash Memory Summit에서는, 3D XPoint 메모리에 대한 대담한 예측을 했다. 비휘발성 메모리 업계 분석가 Dave Eggleston 씨 (Intuitive Cognition Consulting)는 3D XPoint 메모리의 메모리 소자 자체는 놀라운 신기술은 아닐 것이라고 설명. "3D XPoint 메모리는 PCM (Phase-Change Memory : 상 변화 메모리)의 재 브랜딩"이라고 잘라 말했다.

 Eggleston 씨는 Micron이 올해 (2015년) 2월에 행한 애널리스트 대상 컨퍼런스 속에서 이미 새로운 메모리에 대해 언급하고있는 것을 지적. 그것에 의하면, Micron은 새로운 메모리 A와 새로운 메모리 B, 두가지 기술을 개발하고 있다고 한다. 그리고 Micron이 설명한 새로운 메모리 A가 3D XPoint 메모리에 해당한다고 추측했다.

 참고로, Micron은 8월에 행한 애널리스트 대상 컨퍼런스에서는 보다 명확하게 새로운 메모리 3D XPoint에 대한 설명을 했다. Micron이 3D XPoint를 전략적으로 중요기술로 평가하는 것을 충분히 알수 있다. 그러나 컨퍼런스에서도 소자 기술의 자세한 내용은 밝혀지지 않았다. 

 Eggleston 씨는 올해 (2015년) 2월 ISSCC (IEEE International Solid-State Circuits Conference) 포럼에서 Micron이 새로운 메모리 A와 새로운 메모리 B에 대해 설명을 한 프레젠테이션도 보여 주었다. 또한 현재 개발이 진행되고 있는 메모리 스위치 기술에 대해서도 개관. 생산 페이즈에 넘어갈 가능성이 있는 기술로서, PCM 이외에도 "STT-RAM (또는 STT-MRAM, Spin-Transfer Torque RAM : 스핀 주입 메모리)"나 "ReRAM (또는 RRAM, Resistive RAM : 저항 변화 메모리 ) "를 꼽았다.

 그 위에, Eggleston 씨는 Micron가 말한 매개변수에 적합한 기술은 PCM 이라고도 추측. 다만 3D XPoint 메모리 액세스 장치 측에 새로운 재료를 사용하고 있을 가능성이 높다고 추측했다.

 이 세션이 행해지며 메모리 업계에서는 3D XPoint 메모리가 PCM이라는 추측에 대해 논의가 끓어 올랐다. PCM 이라는 추측은 틀렸고, 특성부터 생각하면 ReRAM이 아니냐는 의견을 시작해, 다양한 의견이 넘쳐났다. 결국, IDF까지는 아직 3D XPoint의 실태는 명확하게 되지 않는 상태다. 그러나 3D XPoint 메모리가 IDF의 초점 중 하나인 것은 틀림이 없다.

비용의 저감에 한계가 있는 크로스 포인트형 메모리

 3D XPoint 메모리의 정체에 대해서는 아직 논란이 있지만, 명확한 점도 몇가지 있다. 하나는 같은 메모리의 특징인 크로스 포인트 구성에서 이 새로운 메모리가 안고있는 과제가 보이는 것이다. Flash Memory Summit 세션에서는 이 점도 지적되었다.

 크로스 포인트 어레이의 메모리는 3D NAND와 같은 저가형 메모리는 될 수 없다. 먼저, 비트선과 워드선의 마스킹 단계가 복잡하게 되어 마스킹 공정의 비용이 높아지는 것. 또한 크로스 포인트에서 메모리 밀도를 높이기 위해서는 미세화가 필요하며, 더블 패터닝이나 트리플 패터닝, 결국은 EUV 와 같은 고급 리소그래피 기술이 필요한 것.

 실제로 3D NAND의 경우는 마스킹 단계가 보다 단순하고 리소그래피는 싱글 패터닝 이며, 그에 따라 용량당 생산 비용을 줄일 수 있다. 크로스 포인트 구성 자체는 3D XPoint 메모리의 혁신이 아니라 이전부터 메모리 기술로 등장했다. 3D NAND가 등장하고 이후에는 오히려 크로스 포인트보다 3D NAND 형 스택 레이어에 이목이 집중되고 있는 상황이다.

 그에 따라 3D XPoint 메모리는 현재 밝혀진 정보로도 3D NAND 정도 용량당 비용을 낮출 수 없는 것으로 보인다. 다만 트레이드 오프로 랜덤 액세스 성능은 높아진다. 그에 의해 사용법은 NAND와 DRAM 사이를 메우는 메모리가 될 것 같다. Intel이 3D XPoint 메모리를 어떻게 사용할 것인가가 중요하다.

Intel 이라는 최대 사용자가 최초부터 붙어있는 3D XPoint

 Intel-Micron 그룹이 새로운 메모리를 내는 것에는 큰 의미가 있다. 그것은 PC & 서버 시장의 CPU 대부분을 잡은 Intel이 있기 때문이다. 다른 반도체 업체들이 새로운 메모리를 "내는"경우에는, 그것은 새로운 메모리를 채용하는 고객을 찾지 않으면 안된다는 것을 의미한다. 그런데 Intel이 새로운 메모리를 "내는"이라면, 그것은 최초부터 채용하는 거대한 고객이 붙은 것을 보여준다. Intel이 자사의 플랫폼으로 채택 할 것이라고 시사하고 있기 때문이다.

 따라서 3D XPoint 메모리가 어떤 소자 기술을 사용해도, Intel이 진심이라면, 그것은 메모리 업계에 큰 영향을 준다. 때마침 컴퓨터 업계는 메모리 계층 구조를 근본적으로 변혁하려는 움직임에 이르고 있다. 특히 서버에서는 메모리 계층을 더 심화시켜 기존 구성에서 다른 것으로 하는 움직임이 급속하게 활발해지고 있다.

  Flash Memory Summit 세션에서는 Eggleston 씨가 이 건에 대해서 Intel이 수많은 특허를 출원하고 있음을 지적. 거기에서 Intel 서버용에 3D XPoint의 DIMM을 사용하려 한다고 추측. 레이턴시의 은폐등을 위해, DDR4 메모리 컨트롤러에 독자의 확장을 더할 가능성이 높다고 말했다.

 현재는 메모리 컨트롤러도 CPU 내부에 들어가 있다. Intel은 메모리 컨트롤러도 자유롭게 설계 가능하기에, 3D XPoint에 맞게 확장을 행하는 것은 가능하다. 그렇게 되면 3D XPoint 메모리가 JEDEC (반도체의 표준화 단체) 규격이 아닌 Intel / Micron 만의 규격으로 있어도 문제는 적어진다. 또한 메모리 업계의 경우는 다른 경합하는 새로운 비휘발성 메모리를 투입 할 수 있는 틈새가 적어진다는 것을 의미한다. Intel이 서버 CPU와 서버 메모리를 세트로 판매하는 형태가 가능하기 때문이다.

 그리고 그러한 움직임은 향후 서버에 머물지 않고, PC로도 확산될 가능성이 있다. 그 경우 "인텔이 들어있다"는, PC에 Intel의 CPU가 들어 있는것 뿐만이 아닌 Intel의 메모리가 들어있는 것도 의미하게 될지도 모른다. 이러한 배경이 있기 때문에 3D XPoint 메모리는 이번 IDF의 중요한 초점의 한가지가 된다.

2015년 8월 18일 기사

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