고대역폭 플래시 표준 발표로 인공지능 인프라 메모리 아키텍처 혁신 견인

SK hynix와 Sandisk는 캘리포니아주 산타클라라에서 열린 플래시 메모리 서밋(Flash Memory Summit 2026)에서 차세대 메모리 기술인 고대역폭 플래시(HBF, High Bandwidth Flash)의 첫 번째 표준 규격을 공동으로 발표했다. 본 표준은 인공지능 추론 및 대규모 데이터 처리 시나리오를 위해 전용으로 설계되었으며, 데이터센터, 클라우드 컴퓨팅 시설, 에이전트형 인공지능(Agentic AI) 인프라 등의 분야에 적용된다.

고대역폭 플래시 표준의 기술 아키텍처 및 성능 지표
인공지능 대형 모델의 학습 및 추론 과정에서 고대역폭 메모리(HBM)와 기존 고성능 대용량 저장장치(SSD) 사이에는 대역폭과 용량 측면의 현저한 단층이 존재한다. HBF는 새로운 메모리 계층으로서, NAND 플래시 칩을 수직으로 적층하여 HBM과 유사한 아키텍처를 구현함으로써 높은 데이터 전송 대역폭과 대용량 저장 공간을 동시에 확보했다.

이번에 발표된 규격은 8단 및 16단 NAND 칩 적층 아키텍처를 정의하며, 단일 단품 기준 최대 512GB의 용량을 지원한다. 데이터 처리량 측면에서는 규격을 3가지 대역폭 등급(Grade 1~3)으로 구분하여 0.4TB/s에서 3.0TB/s에 이르는 전송 속도를 제공한다.

물리적 및 시스템 연결 측면에서 HBF 표준은 개방형 범용 칩렛 인터커넥트 표준(UCIe, Universal Chiplet Interconnect Express)을 채택했다. UCIe 인터페이스는 HBF 칩이 그래픽 처리 장치(GPU), 중앙 처리 장치(CPU) 및 맞춤형 AI 가속기와 직접 연결될 수 있도록 전기적 및 프로토콜 규격을 제공한다. 또한, 본 규격은 전기적 특성, Die 적층 패키징 신뢰성 표준, 소프트웨어 입출력(I/O) 읽기·쓰기 가이드라인 등을 상세히 정의하고 있다.

개방형 생태계 및 계층형 메모리 구축
본 규격은 글로벌 오픈 데이터센터 기술 협력 기구인 OCP(Open Compute Project)를 통해 공식 발표되어 업계 공통의 오픈 표준으로 확립되었다. 현재 HBF 연합에는 Google과 Tenstorrent 등 주요 반도체 및 소프트웨어 기업들이 참여하고 있다.

FMS 2026 현장에서 SK hynix 솔루션개발담당 김천성 부사장과 차세대제품기획담당 강욱성 부사장은 발표를 통해, 에이전트형 AI가 복잡한 작업을 자율적으로 수행함에 따라 처리해야 할 데이터 규모가 기하급수적으로 증가하고 있다고 지적했다. 단일 메모리 매체로는 지연 시간, 처리량, 비용을 동시에 충족하기 어렵기 때문에 하드웨어와 소프트웨어가 협업하는 계층형 메모리(Tiered Memory) 아키텍처 도입이 필수적이다. 아울러 SK hynix Solution AT담당 임의철 부사장, Google DeepMind 연구원 Xiaoyu Ma, Sandisk 부사장 Rajeev Nagabhirava가 참석하여 HBF를 통한 '메모리 벽' 극복을 주제로 패널 토론을 진행했다.

전시 기간 동안 SK hynix는 제10세대(V10) 375단 4D NAND 플래시 웨이퍼를 최초로 공개했다. 이전 세대 대비 전력 대 성능비가 2.5배 향상된 해당 375단 4D NAND 플래시 기반 고성능 기업용 SSD(eSSD)는 내년 초 양산에 들어갈 예정이다.

추가 배경: 기술 사양 및 경쟁 제품 벤치마크 분석
본 섹션은 세부 기술 사양과 경쟁 제품 벤치마크 분석을 포함하며, 이는 원본 제품 발표회 내용에 포함되지 않은 내용이다.

현재 인공지능 연산 하드웨어 시스템의 메모리 계층은 주로 DRAM 휘발성 매체 기반의 HBM과 PCIe 인터페이스 기반의 비휘발성 eSSD로 구성되어 있다. HBF의 등장은 두 매체 간 대역폭, 물리적 거리, 용량 대비 가격 격차를 메워준다.

매체 유형 및 휘발성 측면에서 HBM3E로 대표되는 기존 HBM은 DRAM을 저장 매체로 사용하여 휘발성 메모리에 속하는 반면, 고대역폭 플래시(HBF)와 기존 기업용 eSSD는 모두 비휘발성 NAND 플래시를 기반으로 구축된다.

물리적 인터커넥트 및 인터페이스 형태의 경우, HBM은 실리콘 인터포저와 3차원 실리콘 관통 가아(3D TSV)를 통한 고밀도 물리 패키징에 의존하고, 기업용 eSSD는 일반적으로 PCIe 및 NVMe 채널 표준을 사용한다. 반면 HBF는 개방형 UCIe 칩렛 규격을 적용하여 프로세서와 비휘발성 저장 매체 간의 직접적인 물리 및 프로토콜 통신을 구현했다.

용량 및 데이터 처리량 측면에서 HBM3E 단일 스택은 약 1.2TB/s에서 1.28TB/s의 피크 데이터 대역폭을 제공하지만 단일 칩 최고 용량은 보통 24GB에서 36GB로 제한된다. PCIe Gen5 또는 Gen6 규격의 기업용 eSSD는 시스템 단위에서 32TB에서 128TB 이상의 총용량을 제공하지만 단일 드라이브 순차 읽기 대역폭은 보통 14GB/s에서 28GB/s 수준이다. 이에 비해 고대역폭 플래시(HBF)는 단일 스택 512GB의 고용량을 유지하면서 다층 NAND 칩 적층과 칩렛 직련 기술을 통해 0.4TB/s에서 3.0TB/s에 달하는 피크 데이터 대역폭을 실현했다.

종합하면, HBF는 비휘발성 NAND 매체를 사용하면서도 UCIe 칩렛 인터커넥트 기술을 활용해 최고 3.0TB/s의 대역폭을 달성함으로써 기존 하이엔드 eSSD 대비 200배 이상의 데이터 처리량을 제공하며, 단일 스택 512GB의 용량 규격은 기존 HBM보다 월등히 높다. 본 기술의 주요 경쟁 대안으로는 CXL(Compute Express Link) 프로토콜 기반의 확장 메모리/플래시 계층이 꼽히나, HBF는 적층 아키텍처와 칩렛 직접 연결을 통해 보드 공간 점유율 및 단위 면적당 대역폭 밀도 측면에서 뛰어난 경쟁 우위를 점하고 있다.

Evgeny Churilov 편집, Induportals Media - AI 각색

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