HBM5 대비 성능 8배·전성비 3배 향상…가속기 상단 수직 적층 아키텍처

세계 최초 400단 이상 'V10 BV-NAND' 공개…집적도 전 세대 비교 58% ↑

삼성전자 V10 BV-NAND 제품. [사진=삼성전자]

[디지털데일리 배태용기자] 삼성전자가 인공지능(AI) 시대의 데이터 병목 현상을 극복할 차세대 3D 메모리 아키텍처와 400단 이상의 초고적층 낸드플래시 솔루션을 전 세계에 최초로 선보였다.

삼성전자는 4일부터 6일까지(현지시간) 미국 캘리포니아주 산타클라라 컨벤션센터에서 열리는 'FMS(Future of Memory and Storage) 2026'에 참가해 차세대 3D 메모리 아키텍처인 'zHBM'과 'zNAND-O'의 실물모형(Mock-up)을 업계 최초로 공개했다고 5일 밝혔다.

삼성전자는 이번 행사에서 약 20평 규모의 전시 공간을 꾸리고 AI 클라우드 서버를 형상화한 부스를 운영했다. 전시장은 하이라이트, 클라우드 AI, 엣지 AI 존으로 구성됐으며, D램과 낸드, 기업용 스토리지 등 30여 개 제품을 전시해 AI 맞춤형 메모리 포트폴리오를 제시했다.

행사 첫날 기조연설에는 이진엽 플래시개발실 부사장과 김경륜 D램개발실 상무가 연사로 나서 'AI 혁명의 파도를 주도하기: 메모리·스토리지 아키텍처의 3D 혁신'을 주제로 차세대 기술 비전을 발표했다. 가장 눈길을 끈 제품은 D램 분야의 'zHBM'이다.

zHBM은 기존 AI 가속기(xPU) 옆에 고대역폭메모리(HBM)를 평면 배치하던 방식에서 벗어나, AI 가속기 상단에 HBM을 수직으로 직접 쌓아 올리는 차세대 3D 적층 구조다. 가속기와 메모리 간 물리적 이동 거리를 극단적으로 단축해 초고속 데이터 처리를 지원한다.

삼성전자에 따르면 zHBM 기반 인터페이스 시스템은 8세대 고대역폭메모리인 HBM5 대비 최대 8배 높은 성능을 제공한다. 전력 대비 성능(전성비) 역시 HBM5와 비교해 최대 3배 향상되며, 열 저항은 절반 이하로 줄어들어 고성능 AI 인프라의 안정성을 극대화한다. 또한 메모리와 가속기 사이의 인터레이어에 고객 맞춤형 IP(설계자산)를 추가할 수 있어 제품 특성 최적화가 가능하다.

낸드 부문에서는 온디바이스(On-device) AI 환경에 특화된 'zNAND-O' 목업을 최초로 선보였다. zNAND-O는 기존 V-NAND 수직 적층 기술에 실리콘관통전극(TSV) 기술을 결합해 4단 또는 8단 칩을 3D 패키징한 솔루션으로, 빠른 응답 속도와 우수한 공간 효율성을 제공한다.

이와 함께 삼성전자는 수직 적층 400단 이상을 구현한 10세대 V-NAND 'V10 BV-NAND'를 업계 최초로 공개했다. 셀과 회로를 분리 제작해 수직으로 붙이는 웨이퍼 본딩 기술과 3-스택(Stack) 기술을 적용해 전 세대(V9) 대비 메모리 집적도를 약 58% 끌어올렸다.

이 외에도 HBM4E 차세대 플랫폼과 신규 열관리 기술인 HPB(Heat Path Block)를 적용한 HBM5 목업, 메모리 내 연산 기능을 탑재한 LPDDR5X-PIM, 차세대 기업용 SSD인 PM1763 및 BM1773 등 첨단 AI 메모리·스토리지 라인업을 대거 전시했다.

삼성전자는 메모리, 로직, 파운드리, 첨단 패키징을 아우르는 글로벌 유일의 '원스톱 솔루션(IDM)' 역량을 바탕으로 고객 맞춤형 AI 반도체 개발 기간을 축소하고 성능을 최적화한다는 전략이다.