애플, NVIDIA가 마이크론 메모리 DRAM (LPDDR)을 쓰는 이유?

애플, NVIDIA가 마이크론 메모리 DRAM (LPDDR)을 쓰는 이유?

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마이크론의 LPDDR 메모리가 왜 애플과 NVIDIA와 같은 최상급 기술 기업에서 선택되는지를 설명합니다. 특히, 고성능의 메모리가 요구되는 갤럭시 S25와 같은 최신 모델에 탑재되는 이유와 그 배경을 자세히 다루고 있습니다. 표준화된 메모리 규격을 따르면서도 각 회사의 기술적 차이와 생산 안정성이 어떻게 결정적인 요소로 작용하는지를 제공합니다. 이를 통해 메모리 시장의 복잡성을 이해하고, 제품 설계와 메모리 기업 간의 협력을 통한 기술 발전의 중요성을 짚어보게 됩니다. 결국, 이러한 통찰이 소비자와 기업 모두에게 큰 도움이 될 것입니다.

1. 📱 갤럭시 S25에 마이크론 메모리가 탑재되는 이유

• 갤럭시 S25에 마이크론의 LPDDR5X가 탑재된다는 소식이 전해졌다.

• LPDDR5는 표준 형태로 제조되지만, 특정 회사들은 여전히 마이크론을 1차 밴더로 선택한다.

• 표준화된 제품임에도 불구하고, 애플, 엔비디아, 심지어 갤럭시도 마이크론의 제품을 사용한다.

• 이러한 현상을 이해하기 위해 메모리 시장의 배경과 이러한 기업들이 마이크론을 선택하는 이유를 파악하는 것이 중요하다.

 

2. 📊 제덱과 DRAM 표준화의 중요성

• 갤럭시 S25에 사용되는 마이크론의 LPDDR5는 1차 벤더로서 주목받고 있으며, 다른 제조사들도 이와 같은 제품을 만들고 있음에도 불구하고 왜 마이크론을 선택했는지에 대한 질문이 제기된다.

• DRAM의 주요 제품으로는 HBM과 함께 LPDDR5, DDR5 등이 있으며, 이들은 메모리 회사들이 제조하는 것임.

• 표준화를 위해 제덱이라는 기구가 있으며, 이는 반도체 산업 전반의 국제 표준을 제정하는 협회이다.

• 반도체 메모리 규격은 삼성전자, SK 하이닉스, 마이크론 외에도 인텔, AMD, 퀄컴 등의 다양한 기업들이 참여하여 공통된 규격을 논의하고 결정한다.

• LPDDR 메모리는 전압, 데이터 전송 속도, 다이 밀도 등의 규격이 협의되어 구성되며, 이 표준에 맞춰 메모리 회사들이 제품을 설계하게 된다.

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3. 🍽️ 메모리 제조 공정의 차이와 성능 영향

• 메모리 회사들이 동일한 규격을 가진 메모리를 생산하더라도, 각 회사의 기술적 접근에 따라 최종 성능은 달라질 수 있다.

• 메모리의 관점에서 볼 때, 각 공정 기술이 의미하는 바는 다양하며, 이는 서비스 품질에 큰 영향을 미친다.

• 미세 공정의 진화를 통해 메모리의 크기와 밀도가 변하고 있으며, 이러한 차이는 제품 성능에 반영된다.

• 각 회사의 제조 공정과 소재에 따라 메모리에서 발생하는 성능 격차가 실질적으로 존재한다.

• 마이크론은 LPDDR 5에서 1베타 공정을 사용하며, 공정의 정밀도와 수율에 따라 성능이 결정된다.

 

4. 📊 메모리 공급의 중요성 및 설계 협업

• 애플과 NVIDIA는 대량으로 LPDDR 메모리를 구매하는데, 이는 아이폰의 연간 판매량이 2억 대에서 3억 대에 달하기 때문으로 추정된다.

• 대규모 메모리 구매자는 제품 조립 후 불량 리스크를 최소화해야 하며, 안정적인 공급이 필수적이다.

• 마이크론은 하이케 메탈 게이트 기술을 활용하여 전력 소모와 발열을 감소시키며, 메모리의 안정성을 증가시킨다.

• 디램과 프로세서 간의 효율적인 데이터 전송을 위해서는 서로간의 신호를 조정하는 과정을 중요하게 생각해야 한다.

• 시스템 설계 초기부터 메모리 회사와의 협업이 필수적이며, 제품의 열 문제와 성능을 확인하기 위해 여러 번의 테스트와 조정이 필요하다.

4.1. 애플과 NVIDIA의 LPDDR 메모리 수요

• 애플, NVIDIA, 갤럭시 등은 LPDDR이라는 메모리를 대량 구매하는 주요 고객이다. 이는 예를 들어 아이폰이 연간 2억 대 이상 판매되기 때문이며, 한 대당 하나의 LPDDR이 필요할 경우 총 2억 개에서 3억 개의 LPDDR이 필요하다.

• 대규모 구매를 하는 고객은 불량 리스크가 적어야 하며, 안정적인 공급이 필수적이다. 이는 조립 완료 후 불량이 발생하면 전체를 다시 분해해야 하는 상황이 발생할 수 있기 때문이다.

• NVIDIA도 마찬가지로 대형 GPU인 GB200를 만들 때 LPDDR 메모리를 사용하며, 이 과정에서 불량이 발생하면 막대한 손실로 이어질 수 있다.

• 따라서 메모리 제조업체는 수율이 높고 가격 경쟁력이 있으며, 공급이 안정적인 업체여야 한다는 점이 중요하다.

4.2. 하이케 메탈 게이트 기술의 특징과 장점

• 마이크론은 하이케 메탈 게이트라는 2세대 기술을 적용하여 전력 효율성을 개선하고 있다.

• 하이케 메탈 게이트는 이전의 공정에서도 사용된 기술로, 트랜지스터 구조에서 전류가 누설되는 문제를 해결하기 위한 접근법이다.

• 이 기술은 고속 동작 시 효율 저하와 전력 소모 문제를 해결하기 위해 고유전율의 절연체를 사용하여 설계되었다.

• 하이케 인슐레이터를 사용함으로써 누설 전류를 감소시켜서 전력 소모를 줄이고, 이로 인해 디램의 발열이 감소하는 효과가 있다.

• 궁극적으로 이러한 기술적 발전은 메모리의 안정성을 증가시키는 데 기여한다.

4.3. 디램과 프로세서 간의 상호작용 분석

• 디램과 CPU 간의 커뮤니케이션은 서로 간에 데이터가 왔다 갔다 하는 과정을 포함하고 있으며, 이를 통해 메모리와 프로세서 간의 협력이 이루어진다.

• 메모리와 프로세서 간의 데이터 전송 통로인 버스를 통해 신호가 전달되고, 이 과정에서 클럭 신호가 중요한 역할을 한다.

• 아이 다이어그램을 사용하여 디램과 프로세서 간의 신호 전송 과정을 시각화하며, 신호 대 잡음비(SNR)를 통해 신호의 품질을 분석할 수 있다.

• 트레이닝 과정에서 신호가 정확하게 전달되기 위해서는 전기 신호가 맞춰져야 하며, 이 과정에서 신호의 일관성 여부도 중요한 요소가 된다.

• 각 메모리 제조사별로 알고리즘이 다르기 때문에 신호가 잘 맞는 기존의 업체와 협력하는 것이 효율적이다.

4.4. 시스템 인 패키지와 메모리 최적화의 중요성

• 템퍼러처 센서는 온도를 측정하여 디램 내부의 온도를 조정하는 역할을 한다. 온도가 올라갈 경우 클락이 떨어지거나 전압이 조정된다.

• 디램의 성능은 프로세서와의 협업에 따라 반열 소모와 전력 소모가 달라질 수 있다.

• 시스템 인 패키지(SiP) 기술은 여러 부품들, 예를 들어 DDR3 메모리와 프로세서를 하나의 패키지에 결합하여 공간 효율을 높인다.

• 메모리는 최적화하여 설계해야 하며, 메모리와 인터페이스, 두께를 고려한 설계가 필요하다.

• POP(패키지 온 패키지) 기술을 활용하면 프로세서 위에 메모리를 얹어 면적을 줄일 수 있다.

4.5. ️ 메모리 설계와 협업의 중요성

• 디램 칩은 단순히 구매하여 사용하는 것이 아니라, 제품 설계 초기부터 메모리 회사와의 긴밀한 협업이 필요하다.

• 시제품 제작 단계에서는 샘플을 받아 테스트하여 열 발생 및 문제 발생 상황을 분석해야 한다.

• 비록 커머디티처럼 보일 수 있지만, 실제로는 커스터마이징이 필요하고, SoC 단위로 묶어 진행되는 경우가 많아 협력이 중요하다.

 

5. 🧠 메모리 벤더 선택의 중요성

• 특정 벤더사를 결정할 때는 여러 요인들이 영향을 미친다. 이는 갤럭시 S25의 1차 벤더사가 마이크론으로 결정된 이유와 관련이 있다.

• 마이크론이 2차 벤더에서 1차 벤더로 전환된 것은, 1차 벤더에서 발생한 문제 때문일 가능성이 크다고 추정된다.

• 애플과 NVIDIA 같은 기업들은 공정 안정성과 높은 수율을 중시하며, 이들에 의해 선택된 메모리는 설계 시 필수적으로 안정성을 고려해야 한다.

• 엔비디아는 기존에 마이크론의 GDDR 메모리를 사용해 왔지만, 최근 GDDR7은 삼성 제품을 채택하기도 했다.

• 메모리 공급 업체는 삼성, SK 하이닉스, 마이크론으로 한정되며, 이들 사이에서 주력 공급사와의 긴밀한 협업이 이루어진다.