삼성 CXL 메모리 모듈 하이브리드(CMM-H): AI 시대의 메모리 혁신

삼성의 CMM-H는 CXL 기술을 활용하여 DRAM의 한계를 극복하고, AI 등 데이터 집약적 애플리케이션에 적합한 고성능, 저비용, 지속적인 메모리 솔루션을 제공합니다. 최근 연구는 CMM-H의 성능을 종합적으로 분석하여 실제 활용 가능성을 검증하고 효율적인 사용법을 제시하였습니다.

인공지능(AI), 머신러닝(ML), 고성능 컴퓨팅(HPC) 등 데이터 집약적 워크로드의 급증으로 기존 DRAM 메모리 기술의 한계가 드러나고 있습니다. DRAM은 낮은 지연 시간과 높은 처리량을 제공하지만, 높은 비용, 확장성 문제, 그리고 휘발성으로 인해 용량이 중요하고 지속적인 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 바로 Compute Express Link (CXL) 기술입니다. CXL은 CPU와 외부 장치 간의 고속, 캐시 라인 단위 통신을 가능하게 하여 NAND 플래시를 메모리 확장으로 활용할 수 있도록 합니다. 이는 바이트 단위 접근, 확장 가능한 용량, 그리고 낮은 비용으로 지속성까지 제공하는 삼박자를 갖춘 솔루션입니다.

삼성의 CMM-H (CXL Memory Module Hybrid) 는 하드웨어 전용 솔루션으로 이러한 이점을 제공하는 최초의 제품입니다. 기존 블록 장치와 달리 OS 및 I/O 오버헤드가 발생하지 않는 것이 특징입니다. 특히, CMM-H는 DRAM 캐시와 NAND 플래시를 단일 장치에 통합하여 DRAM에 가까운 지연 시간을 제공합니다.

젠핑 증(Jianping Zeng) 등 13명의 연구진이 발표한 논문 "Samsung CXL Memory Module Hybrid Prototype의 성능 특징 및 사용 지침"은 FPGA 기반 CMM-H 프로토타입에 대한 최초의 공개 연구 결과를 담고 있습니다. 이 연구는 NAND 플래시 기반 메모리 장치에서 다양한 애플리케이션의 성공적인 실행 가능성을 검증하고, CMM-H를 최대한 활용하기 위한 중요한 통찰력을 제공합니다. 즉, AI, ML, HPC 등의 까다로운 요구사항을 충족하는 동시에 비용 효율성을 확보할 수 있는 메모리 솔루션의 가능성을 보여주는 것입니다.

본 연구는 단순한 기술적 성과를 넘어, AI 시대의 데이터 중심 컴퓨팅 환경에서 메모리 기술의 발전 방향을 제시하고, 향후 메모리 시스템 설계 및 애플리케이션 개발에 중요한 지침을 제공할 것으로 기대됩니다. CMM-H의 성공적인 상용화는 데이터 센터의 효율성을 획기적으로 높이고, AI 및 관련 분야의 혁신을 더욱 가속화할 가능성을 시사합니다.