9.컴퓨트 익스프레스 링크 CXL

 

 

 

 

 

●컴퓨트 익스프레스 링크  CXL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

인공지능AI 기술 발전으로 데이터양이 급증하자 메모리를 확장하는 컴퓨트 익스프레스 링크 CXL이 주목받고 있다.CXL은 컴퓨트 익스프레스 링크의 약자이다.CXL은 2019년 등장한 개념으로 메모리 채널과 다른 장치를 효율적으로 연결하는 고속 인터페이스를 일컫는다. 구체적으로 컴퓨터 시스템 내부에서 다양한 컴포넌트 간에 데이터를 빠르게 전송하기 위한 기술이다. CPU와 함께 사용되는 가속기.메모리.저장장치 등을 연결하는 것이 특징이다. 세계 CPU 1위 회사 인텔이 CXL을 제안하면서 마이크로소프트 알리바바. 시스코.델. 메타.구글.HPE.화웨이 등과 CXL 컨소시엄을 설립했다. 현재는 삼성전자와 SK하이닉스.오라클.마이크론.엔비디아 등도 합류했다. 삼성전자는 메모리업체 중 유일한 CXL 컨소시엄 이사회 멤버로 선정돼 CXL 기술의 고도화 및 표준화를 위한 역할을 수행하고 있다. 특히 2023년부터 CXL이 급부상하였다.이는 인공지능AI 산업이 급격하게 확대되었기 때문이다.AI는 방대한 데이터의 학습 및 추론을 무한 반복한다. 챗GPT 등 킬러 콘텐츠가 등장하면서 AI 활용도가 대폭 늘어 기존 인터페이스 규격 PCIe 로는 한계가 있었다. CPU와 그래픽처리장치 GPU에 연결할 수 있는 메모리 수가 제한적이기 때문이다. CXL은 이론상 D램 등을 무한대로 확장할 수 있게 한다.CXL은 기존 D램과 공존하며 시스템 내 대역폭과 용량을 확장할 수 있는 것이 강점이다. 기존 서버에서 사용하던 D램은 대규모 용량의 데이터를 처리하는 데 한계가 있는데 CXL은 용량을 확장해 이를 극복할 수 있다.CXL은 두뇌 격인 중앙처리장치 CPU와 메모리 반도체를 연결하는 수단이다.기존에는 CPU가 지원하는 메모리 인터페이스에 따라 DDR4.DDR5 등 특정한 규격에 맞는 반도체만 사용할 수 있는데 CXL을 사용하면 종류.용량.성능과 관계없이 어떤 메모리든 탑재할 수 있게 된다.고용량 CXL D램을 연결하면 메인 D램과 더불어 서버 한 대당 메모리 용량을 8내지 10배 이상 늘릴 수 있다.일반적으로 메모리.스토리지 저장장치.가속기.네트워크 등이 CPU와 소통하는 언어가 다르다 보니 CXL 기술은 개발과 양산 난도가 높은 것으로 알려져 있다. CXL 기반 D램 보급이 활발해지려면 호환 가능한 CPU가 필수적이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

CXL 2.0에서는 메모리 풀링이 핵심적인 개념이다. 서버 플랫폼에서 여러 개의 CXL 메모리를 묶어 풀(Pool)을 만들고 여러 호스트가 풀에서 메모리를 필요한 만큼 나눠 사용할 수 있는 방식이다. CXL 메모리의 전 용량을 유휴 영역 없이 사용할 수 있도록 해준다는 점에서 이점이 있다.삼성전자는2023년말 기업용 리눅스 운영체제인 레드햇 엔터프라이즈 리눅스에 CXL 메모리를 최적화하고 동작 검증을 완료했다. 이에 데이터센터 고객들은 별도의 소프트웨어 변경 없이 손쉽게 삼성전자의 CXL 메모리를 사용할 수 있게 되었다.SK하이닉스의 경우 CXL 2.0 메모리 확장 솔루션 . CXL 풀드 메모리 솔루션. CMS2.0 등을 내세워 CXL 포트폴리오를 구축해 나가고 있다.2026년에 등장할 CXL3.0은 하나의 서버와 다른 외부의 서버들을 자유롭게 연결하여 광범위한 데이터 호환시스템을 이루어 나갈 것으로 예상돠고 있다.시장조사업체 욜그룹에 따르면 글로벌 CXL 시장은 오는 2028년 150억달러 약 20조원에 달할 것으로 관측된다.여기서 우리는 반드시 알아두어야 할 점이 있다.CXL메모리는 CXL 컨소시움이 함께 기술력을 이끌어나가고 있기 때문에 이들의 표준화된 기술 셋업이 완료되어야 그 실효성이 나올 수 있다.메모리 업체들이 먼저 앞서 나가고 있지만 로직 업체들이 주도하는 컨소시움에서 CXL 관련 버전 CPU를 출시주어야 비로서 메모리업체들이 납품을 할 수 있는 구조이다.인텔이 CXL 2.0 탑재가 가능한 CPU 출시가 늦어지기 때문에 삼성전자나 SK하이닉스가 CXL2.0 메모리를 개발해 놓고도 상용화를 하지 못하고 있는 이유였다.또한 향후 CXL의 진정한 개화기는  CXL2.0 메모리를 넘어서서 역시 완벽한 메모리 호환체제가 자유롭개 광범위하게 이루어지기 위해서는 CXL 3.0 기술력이 완성되고 탑재가 가능한 CPU도 출시해야한다.  삼성전자와 SK하이닉스가 넥스트 HBM으로 꼽히는 컴퓨트익스프레스링크 CXL메모리 양산에 본격적으로 나선다. SK하이닉스는 2025년 3월말 양산에 돌입하고 삼성전자는 전파인증 절차를 거치며 양산 준비를 사실상 마무리했다. 중국의 반도체 굴기 속에 CXL 메모리의 시장 선점을 노리던 국내 메모리 기업들은 중국과 격차를 벌릴 수 있는 계기를 마련했다는 평가가 나온다.

 

 

 

 

 

 

 

 

SK하이닉스는 2025년 1분기 말부터 CMM-DDR5 양산에 돌입한다. CMM-DDR5는 SK하이닉스가 만든 CXL 기반 D램이다. 이는 SK하이닉스의 메인 CXL 메모리이며 DDR5를 탑재한 기본 제품이다.현재 SK하이닉스는 이 제품의 고객사 인증을 진행하고 있다. SK하이닉스는 인텔. AMD 같은 중앙처리장치 CPU와 협력해 최종적으로는 데이터센터 기업들에 제품을 공급할 계획이다. 인증 작업을 진행 중인 고객사는 구글.아마존.마이크로소프트 등 주요 빅테크인 것으로 추정된다. 삼성전자 역시 CXL 메모리 양산 준비를 마쳤다. 국립전파연구원은 지난 2월10일 삼성전자가 신청한 CXL 기반 D램 CMM-D의 적합성평가를 거쳐 적합등록을 완료했다. 전파인증은 전파환경 및 방송통신망 등에 위해를 줄 수 있는 기자재를 시험해 인증하는 적합성평가다. 통상 인증을 받으면 시장 유통이 임박한 것으로 해석된다. CXL은 중앙처리장치 CPU나 그래픽처리장치GPU 등 각 반도체의 인터페이스다. 일종의 통신 언어인데 지금은 각 칩이 서로 다른 인터페이스를 갖추고 있다. 이 인터페이스를 CXL로 통합하면 메모리 용량 확대 효과를 낼 수 있다. 이전에는 각 반도체 칩이 자기가 갖고 있는 메모리만 쓸 수 있었다면 CXL를 도입할 경우 CPU가 GPU에 붙은 메모리도 빌려 연산에 활용할 수 있다. 고대역폭메모리 HBM이 정보의 고속도로를 대폭 늘린 제품이라면 CXL은 메모리 용량을 필요한 사람에게 나눠주고 빌려쓰는 식이다. 그동안 국내 반도체 기업들은 CXL 메모리 양산 준비를 마쳤음에도 양산 시점을 구체적으로 확정하지 못하고 있었다. 마땅한 수요처가 없었기 때문이다. 이에 반도체업계는 CXL 메모리 개화 시점에 관심이 컸다.2024년 하반기 인텔이 서버용 CPU 신제품 "제온6 P코어"를 출시한 게 CXL 메모리 개화 계기가 됐다. 이 CPU가 CXL 2.0을 지원하기 때문이다. AMD도 AI 서버용 CPU EPYC 5세대 코드네임 "튜린"제품을 공개했는데 이 CPU 역시 CXL 2.0을 지원한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다만 우리가 새로운 기술이 대두되었을 때 그 의미나 반도체 기술의 흐름을 파악하고 향후 그 발전의 폭을 가름하는 것은 반드시 필요하다고 보겠다.실적이 가시화되고 수익성이나 안정성등을 고려하여야 하기 때문에 투자전략을 세우는 것에는 신중한 접근이 필요할 수 있다고 보겠다.대표적인 관련주로는 삼성전자와 SK하이닉스가 있다.이외의 관련주를 살펴보도록하겠다.네오셈은 반도체 검사장비 전문기업이다.CXL1.0-DRAM 검사장비 와 CLX2.0-DRAM검사장비 및 낸드 프레시 메모리를 타켓으로 다양한 환경에서의 신뢰성 검사를 테스트한  장비를 개발 완료하여  시장선점 효과가 기대되고 있다.세계 최초로 5세대 SSD검사장비를 개발하고 글로벌 SSD검사장비 1위를 치지하고 공급하고 있으며  현재 차세대인 6세대 SSD검사장비를 개발 중이다.코리아써키트는 DDR5를 비롯하여 DDR5 하이스피드 6,400 Mbps 제품용 모듈 및 차세대 기업향 SSD CXL.LPCAMM 등 제품 개발을 진행 중이며 2025년 물량 본격 확대시 가시적인 수혜주가 돨 것으로 보고 있다.삼성전자가 주고객이라는 점도 CXL관련주로 보고 있다. 티엘비는 메모리 모듈과 SSD핵심부품 인쇄회로기판을 주력으로하는 기업이다.삼성전자와 SK하이닉스와 함께 CXL을 개발하고 있다.국내 대용량 서버 PC용 PCB 인쇄회로기판 1위기업이다. 해외 생산증대와 거점을 확보하가 위하여 베트남 신공장을 완공하였다.오로스테크놀로지는 반도체 노광공정에 필수적인 반도체 웨이퍼의 계측장비를 제조하고 있다.반도체 Wafer의 MI 장비 제조를 주력 사업으로 영위하고  2011년 국내 최초로 Overlay 계측 장비 국산화에 성공하였고  이후 High Performance AF System 등 핵심 기술들을 꾸준히 개발하고 있다.현재 3대 반도체 계측 장비 부문 중 하나인 Thin Film Metrology 장비 개발을 통해 MI 장비 분야 전문성 제고를 위해 노력 중이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다음은 실적가시화가 아루어지고 있지는 않지만 향후 CLX가 활성화되면 성장할 수  있는 관련기업을 살펴보겠다. 퀄리타스반도체는 디스플레이 칩셋 IP와 MIPI IP 등을 공급하는 반도체 IP전문기업이다. PCle v6.0 CXL. V3 플릿레벨 및 스트리밍 프로토콜 을 지원하는 UCle컨트롤러 IP 기술 확보를 목적으로 하는 칩렛 기술을 개발하고 있어 CXL관련주로 평가받고 있다.고대역폭.저전력 칩렛 전용 인터페이스IP 기술을 개발중이다.피씨디렉트는 프로세서. 스토리지. 마더보드. SSD 서버제품군 등 가전제품에 사용되는 IT하드웨어와 사물인터넷 관련 제품 보안솔루션 등 유통사업을 영위하고있다.세계 최대 반도체 회사인 인텔의 국내 대리점으로서 인텔의 프로세서 제품과 SSD를 포함한 스토리지 제품.미니 PC제품 NUC 네트워크카드를  공급하고 있다. CXL은 인텔 주도로 결성된 컨소시엄이며 인텔의 CXL을 유일하게 납품하고 있으므로 인텔 CXL 메모리 관련주로 보고있다.파두는 데이터센터에 특화된 시스템 반도체 팹리스 기업으로 클라우드. AI.Big data.5G.자율주행 등 데이터 수요의 폭발적인 증가에 따라 빠르게 성장하는 데이터센터 영역에 집중하고 있다.데이터센터 관련 반도체 시장의 규모 성장뿐 아니라 산업의 구조적 변화로 인해 시스템 반도체 산업 내에서 팹리스 기업의 역할과 중요성은 더 높아지고 있다.파두의  핵심제품은 데이터센터에서 사용되는 SSD 컨트롤러이다.파두는 CXL 네트워크반도체. CXL 메모리용반도체 등의 연구 개발을 현재 진행 중이다.구체적으로 CXL 전담을 위한 자회사인 이음을 미국 실리콘밸리에 설립하였으며 이음은 차세대 CXL 제품을 개발 추진 중이다. CXL 메모리 컨트롤러 및 CXL 스위치 개발을 위한 R&D를 시작하였으므로 CXL관련주로 부각되었다.제이티는 주로 어셈블리 공정 후반부에 해당하는 반도체 검사장비를 공급하는 전문기업이다 .최근 HBM과 같은 고성능 메모리 제품에 대한 장비를 공급하고 있다.제이티의 기술은 메모리 밀도와 대역폭이 중요한  고성능 컴퓨팅 시스템에 필수적인 기술로서 CXL관련주로 평가받고 있다.반도체 소켓 제조 및 반도체 테스트 기업 오킨스전자는 고밀도 미세 PITCH 반도체 웨이퍼 테스트 설비에 적용되는 테스트 보드용 커넥터 개발에 성공하여 매출이 증대되고 있으며 하이엔드메모리 시장의 수요에 맞추어 테스트용 장비 개발을 위한 인프라 구축을 완료하여  가시적인 성과가 기대되고 있다.또한 기존 DDR4에서 DDR5시장으로 전환에 대비 DDR5 메모리 테스트용 인터페이스 개발을 완료하고 양산을 위한 구축도 완료하였다.CXL시장의 활성화에 따라 DDR5기반 서버용D램 수요가 높아질것으로 예상되는 수혜주로 주목받고 있다.엑시콘은 반도체 성능및 신뢰성 테스트 장비를 제조하고 있다.현재 CLX2.0 테스터 장비를 개발하고 장비를 삼성전자 벤더사로 선정되어 공급할 예정이다.국내 SSD테스터 시장점유율1위 기업으로 현재 SSD GEN6을 개발하고 있다.