[e돋보기] 3D 크로스포인트

[양태훈기자] 3차원(3D) 크로스포인트는 지난해 7월 인텔과 마이크론이 발표한 신개념 비휘발성 메모리 기술을 말한다.

낸드플래시 대비 1천배 빠른 속도를 제공하는 동시에 D램과 달리 전원을 꺼도 데이터가 사라지지 않는 비휘발성을 제공한다.

이는 D램 및 낸드플래시와 달리 트랜지스터 없이 각 메모리 셀에 전류를 흘려보내 데이터를 저장할 수 있는 새로운 메모리 설계 방식인 '크로스포인트'를 적용한 덕분이다.

구체적으로 크로스포인트는 수직으로 쌓여있는 1천280억 개의 메모리 셀의 위·아래에 금속와이어를 배치한 구조를 의미한다.

각각의 메모리 셀이 교차하는 부분에 전압을 걸어 데이터(0과1의 조합된 숫자)를 저장하는 원리로, 트랜지스터가 없어 D램 및 낸드플래시 대비 동일 면적에서 10배 많은 용량을 구현할 수 있다. 내구성 또한 이론적으로 1천배 이상 향상되는 것으로 알려졌다.

인텔은 올해 PC나 서버 외 다양한 영역으로 3D 크로스포인트 기반의 메모리를 출시할 계획이다. 가격 역시 낸드플래시와 경쟁할 수 있는 수준으로 책정할 방침.

실제 인텔은 지난해 말 열린 '인텔 개발자 회의(IDF)'에서 3D 크로스포인트 기반으로 개발 중인 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) '옵테인'의 일부 성능도 공개했다.

찰스 브라운 인텔 SSD 솔루션 설계 담당은 "미국 유타주에 위치한 인텔과 마이크론의 생산라인(팹)에서 3D 크로스포인트 기반 메모리를 생산, 대규모 양산은 올해부터 들어갈 계획"이라며, "최초 소개될 3D 크로스포인트 기반 제품은 128기가비트(Gb) 용량이 될 것"이라고 설명한 바 있다.

◆ 삼성전자·SK하이닉스, '3D 크로스포인트' 기술 확보에 집중

삼성전자와 SK하이닉스는 3D 크로스포인트를 P램 혹은 Re램과 유사한 기술로 분석, 현재 양산 기술력 확보에 주력 중이다.

현재의 3D 크로스포인트 기술은 낸드플래시보다 용량이 작고, D램보다 속도가 5배 정도 느려 당장 기존 시장을 대체할 가능성은 낮지만, 시장선도 기업인 인텔이 주력하는 만큼 미리 대비한다는 차원이다.

반도체 업계 관계자는 "당장은 3D 크로스포인트가 낸드플래시나 D램 시장을 잠식할 것으로 보지는 않지만, 인텔이 3D 크로스포인트를 이용한 새로운 프로세서 기술 규격 등을 만들면 상황이 달라질 수 있다"며, "이 때문에 삼성전자와 SK하이닉스 모두 3D 크로스포인트 기술 확보를 위해 비상인 상황"이라고 전했다.

한편, P램은 전압에 따라 결정구조가 고체 또는 액체상태로 변하는 물질을 이용해 데이터를 저장하는 기술을, Re램은 전류를 이용해 메모리 셀 내의 얇은 막 형태로 구현되는 저항성 물질의 저항을 변화시켜 데이터를 기록하는 기술을 말한다.

삼성전자는 지난 2006년 세계 최대 용량인 512메가비트(Mb)의 P램 시제품을 공개, 2010년에는 대량양산은 아니지만 휴대폰용으로 일부 P램을 상용화하는 등 관련 기술을 확보하고 있다.

SK하이닉스도 2007년 P램 기술개발에 돌입해 2012년 IBM과 협력해 서버용 '스토리지 클래스 메모리(SCM)'로 P램 개발을 진행하는 등 관련 기술력을 보유하고 있다.