SK하이닉스, 'HBM 다음' CPO 기술 청사진 제시

(서울=뉴스1) 양새롬 기자 = SK하이닉스(000660)가 글로벌 연구진과 함께 인공지능(AI) 및 고성능 컴퓨팅을 위한 차세대 광 인터커넥트 기술인 CPO(Co-Packaged Optics)의 발전 방향을 담은 논문을 세계적 학술지 '네이처 일렉트로닉스'에 게재했다.

20일 SK하이닉스 뉴스룸에 따르면 이번 논문은 메모리·패키징·광 인터커넥트가 어떻게 융합하고 진화해야 하는지를 종합한 기술 로드맵이다.

SK하이닉스는 고대역폭메모리(HBM)라는 단일 제품의 혁신을 넘어 시스템 전체를 아우르는 차세대 AI 인프라의 청사진을 제시했다는 데 의미가 있다고 설명했다.

CPO는 반도체 칩과 칩이 긴 전기 배선 대신 빛으로 데이터를 주고받을 수 있도록 광 송수신기(TRx)를 프로세서와 한 패키지 안에 넣는 기술이다. AI 시대 초거대 모델이 수천 개의 그래픽처리장치(GPU)와 HBM이 연결된 대규모 클러스터에서 학습되면서 시스템 간 데이터 이동이 새로운 병목으로 떠오르자 이를 해결할 차세대 기술로 주목받고 있다.

기존 구리 기반 전기 연결은 데이터 이동 거리가 길어질수록 신호 감쇠와 전력 소모가 커지는 한계가 있었다. 반면 CPO는 광 엔진을 패키지 내부에 집적해 고속 전기 신호의 이동을 최소화하고 나머지 구간을 빛으로 연결한다. 이를 통해 프로세서·AI 가속기·메모리 같은 개별 반도체 단위인 칩뿐만 아니라 여러 서버 장비를 묶은 랙, 여러 랙을 묶은 포드 단위로 통신 범위를 넓히면서 높은 대역폭 밀도와 에너지 효율, 전자기 간섭에 강한 신호 무결성을 확보할 수 있다. 즉 CPO를 단순히 반도체끼리 연결하는 기술에 그치지 않고 데이터센터의 더 큰 시스템 단위까지 확장하겠다는 의미다.

연구진은 논문에서 차세대 AI 인프라 구현을 위한 기술적 목표와 함께 2D 패키징에서 2.5D 인터포저, 3D 이종 집적으로 발전하는 기술 경로와 상용화를 위한 핵심 과제를 제시했다.

장기적으로는 CPO 기술을 메모리 인터페이스까지 확장하는 방향도 제시했다. 광 인터포저로 메모리와 프로세서를 직접 연결하는 '옵틱스 중심'(Optics-Centric) 아키텍처를 구현해 데이터 이동 효율을 극대화하고, 여러 가속기가 거대한 메모리 풀을 공유할 수 있도록 하는 구상이다.

이번 연구에는 홍승훈 SK하이닉스 AI 인프라 팀장과 이규상 버지니아대학교 전기컴퓨터공학과 교수가 교신 저자로 참여했다. 일리노이대학교 어바나-샴페인(UIUC), 난양공과대학교(NTU), 매사추세츠공과대학교(MIT), 연세대학교 연구진도 공동으로 참여했다.

홍승훈 팀장은 "학계의 전문성과 산업계의 현장 경험이 연결돼 AI 인프라의 미래 방향을 함께 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "앞으로도 고객과 산업 생태계에 실질적인 가치를 제공할 수 있는 개방형 협력을 지속 확대해 나갈 것"이라고 말했다.

flyhighrom@news1.kr