CXL은 ▲생성형 AI ▲자율주행 ▲인메모리 데이터베이스 플랫폼 등 처리해야 할 데이터 양이 기하급수적으로 증가하면서 주목 받고 있는 차세대 기술로, 빠르고 효율적인 데이터 처리에 유용하다.

또한, CXL은 ▲CPU ▲GPU 등 다양한 프로세서와 메모리를 연결하는 PCIe 기반의 통합 인터페이스 표준으로, 데이터 처리 지연과 속도 저하, 메모리 확장 제한 등 여러 난제를 해결할 수 있는 차세대 기술이다.
^{* PCIe(Peripheral Component Interconnect Express): 기존 SATA(Serial Advanced Technology Attachment) 전송 속도의 성능 한계를 극복한 고속 인터페이스 규격}

삼성전자는 기업용 리눅스 OS인 ‘레드햇 엔터프라이즈 리눅스(Red Hat Enterprise Linux 9.3,이하 RHEL 9.3)’에 CXL 메모리를 최적화하고 ▲가상 머신(Red Hat KVM) ▲컨테이너 환경(Red Hat Podman)에서 메모리 인식, 읽기, 쓰기 등의 동작 검증을 완료했다.
^{* Red Hat Enterprise Linux 9.3: 레드햇의 최신 서버용 운영체제(OS)* 가상 머신(Virtual Machine, VM): 컴퓨팅 환경을 소프트웨어로 구현한 것으로, 컴퓨터 시스템을 에뮬레이션(가상현실화)하는 소프트웨어* 컨테이너(Container): 어플리케이션을 인프라 환경에 구애 받지 않고 구동시킬 수 있는 가상화 기술기}

CXL 메모리 동작이 검증되면서 데이터센터 고객들은 별도의 소프트웨어 변경 없이 손쉽게 삼성 CXL 메모리를 사용할 수 있게 됐다.

양사는 ‘RHEL 9.3 CXL 메모리 활성화 가이드(RHEL 9.3 CXL Memory Enabling Guide)’도 발행 예정이다. 고객들은 가이드를 이용해 레드햇 엔터프라이즈 리눅스에서 삼성전자의 CXL 메모리를 사용하고, 다양한 환경에서 고성능 컴퓨팅 시스템을 구축할 수 있다.

이번 검증은 지난해 5월 삼성전자와 레드햇 양사가 공동으로 추진한 차세대 메모리 분야 소프트웨어 기술 관련 협력의 결실로, 삼성전자는 주요 소프트웨어, 데이터센터, 서버, 칩셋 업체들과 협력을 확대해 차세대 메모리 상용화에 박차를 가하고 있다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획실 배용철 부사장은 “삼성전자는 소프트웨어, 데이터센터, 서버 등 다양한 파트너사와 긴밀한 협력을 통해 CXL 메모리 생태계 구축에 앞장서 왔다”며, “레드햇과의 협력은 최첨단 하드웨어와 소프트웨어 기술의 결합으로, CXL 생태계가 한 단계 더 발전하는데 기여할 것”이라고 밝혔다.

레드햇 아시아태평양총괄 마리옛 안드리아스(Marjet Andriesse) 부사장은 “양사 간 이번 협력은 차세대 메모리 개발을 위한 오픈소스 생태계 구축 측면에서 하드웨어와 소프트웨어를 통합한 중요한 이정표가 될 것”이라며, “레드햇의 IaaS, PaaS 기반 소프트웨어에 CXL 메모리의 적용 가능성을 열었다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다.
^{* IaaS(Infrastructure as a Service): 서비스형 인프라* PaaS(Platform as a Service): 서비스형 플랫폼}

앞으로도 양사는 삼성 메모리 리서치 센터(SMRC)를 통해 CXL 오픈소스와 레퍼런스 모델 개발 등 CXL 메모리 생태계 확장을 위한 다양한 분야의 협력을 이어나갈 계획이다.
^{* SMRC(Samsung Memory Research Center) : 삼성전자의 메모리 제품을 탑재한 고객사에 자사 서버의 하드웨어와 소프트웨어의 최적 조합을 분석하고 성능을 평가할 수 있도록 제공하는 플랫폼* 레퍼런스 모델 : 시스템을 구성하는 하드웨어, 소프트웨어 간 정합성 등 사전 확인된 최적의 시스템 조합}

삼성전자는 지난해 5월 세계 최초로 CXL 기반 D램 기술을 개발하고 데이터센터, 서버, 칩셋 업체들과 평가를 해왔으며, 이번에 기존 대비 메모리 용량을 4배 향상시킨 512GB CXL D램을 개발했다. 또한 ASIC(주문형 반도체) 기반의 컨트롤러를 탑재해 데이터 지연 시간을 기존 제품 대비 1/5로 줄였다.

이번 제품은 PCIe 5.0을 지원하며, 대용량 SSD에 적용되는 EDSFF(Enterprise & Data Center Standard Form Factor) 폼팩터가 적용되어, 기존 컴퓨팅 시스템의 D램 용량을 획기적으로 확장할 수 있다.

최근 메타버스, 인공지능, 빅데이터 등 폭발적으로 증가하는 데이터 양에 비해 기존의 DDR 인터페이스는 시스템에 탑재할 수 있는 D램 용량에 한계가 있어, CXL D램과 같은 차세대 메모리 솔루션에 대한 요구가 지속되고 있다.

삼성전자가 이번에 고용량 CXL D램을 개발함에 따라 메인 D램과 더불어 서버 한 대당 메모리 용량을 수십 테라바이트 이상으로 확장할 수 있게 됐다.

삼성전자는 이달 중 ‘스케일러블 메모리 개발 키트(Scalable Memory Development Kit, SMDK)’의 업데이트 버전을 오픈소스로 추가 공개해, 개발자들이 다양한 응용 환경에서 CXL D램 기술을 활용하는 프로그램을 빠르고 쉽게 개발할 수 있게 할 계획이다.
※ SMDK: 차세대 이종 메모리 시스템 환경에서 기존에 탑재된 메인 메모리와 CXL 메모리가 최적으로 동작하도록 도와주는 소프트웨어 개발 도구로 API, 라이브러리 등으로 구성됨

삼성전자 메모리사업부 신사업기획팀 박철민 상무는 “CXL D램은 인공지능, 빅데이터 등의 서비스를 혁신적으로 향상시키고, 향후 소프트웨어 정의 메모리(Software-Defined Memory)를 포함한 차세대 메모리로 확장될 것”이라며, “삼성전자는 CXL 메모리 생태계가 빠르게 확장해 갈 수 있도록 고객, 파트너들과 함께 기술 표준화를 적극 추진하고, CXL 메모리 솔루션을 확대해 차세대 메모리 시장을 주도해 나가겠다”라고 밝혔다.

레노버 인프라스트럭쳐 솔루션그룹(Lenovo Infrastructure Solutions Group) 최고기술책임자(CTO) 그렉 허프(Greg Huff)는 “CXL 컨소시엄의 멤버인 레노버는 기술 표준 개발과 함께 CXL 중심의 생태계 구축에 기여하고 있다”라며, “혁신적인 CXL 제품들을 레노버 시스템에 적용을 확대하는 데 삼성전자와 협력해 나가겠다”라고 말했다.

몬타지 테크놀로지(Montage Technology) 전략기술 담당 부사장 크리스토퍼 콕스(Christopher Cox)는 “CXL은 메모리 확장과 공유를 최적화하는 핵심 기술이며, 차세대 서버 플랫폼에서 중요한 역할을 할 것”이라며, “몬타지는 삼성과 함께 CXL 메모리 생태계가 빠르게 확장될 수 있도록 협력해 나갈 것”이라고 말했다.

삼성전자는 CXL 컨소시엄 이사회에 참여해 글로벌 주요 데이터센터, 서버, 칩셋 업체들과 차세대 인터페이스 기술 개발을 위한 협력을 확대해 가고 있으며, 3분기부터 주요 고객과 파트너들에게
512GB CXL D램 샘플을 제공할 예정이다.

삼성전자는 테라바이트급 이상의 차세대 메모리 인터페이스 제품을 지속 개발하며 대용량 메모리가 요구되는 컴퓨팅 시장에 맞춰 적기에 상용화할 계획이다.

CXL(Compute Express Link, CXL)은 AI, 머신러닝, 빅데이터 등 고성능 컴퓨팅 시스템에서 서로 다른 종류의 장치들을 보다 효율적으로 활용하기 위해 제안된 차세대 인터페이스로 CXL 기반 D램을 적용하면 시스템의 메모리 용량을 획기적으로 확장할 수 있다.

삼성전자는 지난 5월 CXL 기반의 D램을 선보인 데 이어, CXL D램에 대한 시스템 개발자들의 기술 접근성을 높이기 위해 ‘스케일러블 메모리 개발 키트(Scalable Memory Development Kit, SMDK)’를 개발했다.

SMDK는 차세대 이종 메모리 시스템 환경에서 기존에 탑재된 메인 메모리와 CXL 메모리가 최적으로 동작하도록 도와주는 소프트웨어 개발 도구로 API, 라이브러리 등으로 구성됐다.

라이브러리는 개발자들이 프로그램을 개발할 때 사용하는 함수들의 집합으로 API는 라이브러리에 접근하기 위한 통로와 같은 역할을 한다. 즉 개발자들은 프로그램 개발에 필요한 기능을 다시 만들 필요없이, API를 통해 원하는 프로그램을 빠르고 쉽게 만들 수 있다.

또한 소프트웨어 개발자들은 오픈소스 기반의 SMDK를 통해 개발자들이 다양한 시스템 환경에 맞춰 기존 메모리와 CXL 메모리의 사용 우선순위, 사용량, 대역폭, 보안 기능 등을 조정할 수 있게 했다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 박철민 상무는 “차세대 메모리가 탑재된 고성능 컴퓨팅 시스템에서 소프트웨어의 중요성이 강조되고 있다”며, “삼성전자는 고객들이 적기에 신규 시스템을 개발하고 생태계가 빠르게 확장될 수 있도록 하드웨어와 소프트웨어를 아우르는 토탈 메모리 솔루션을 제공해 나갈 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 주요 고객들과 AI, 엣지 클라우드 등 다양한 응용환경에서 평가 검증을 통해 SMDK를 최적화하고, 내년 상반기에는 모든 개발자들이 이용할 수 있도록 공개할 계획이다.