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옵테인(Optane)은 인텔과 마이크론이 협력해서 개발한 차세대 비휘발성 메모리인 3D Xpoint의 브랜드 네임으로 D램과 낸드 플래시 메모리의 중간에 있는 제품이라고 할 수 있습니다. 낸드 플래시 메모리는 전원을 꺼도 데이터가 사라지지 않기 때문에 저장 장치로 사용할 수 있지만, D램에 비해 속도가 느린 편이라 메모리 대신 사용하기는 어렵습니다. 그래도 HDD보다 훨씬 빠르기 때문에 요즘처럼 데이터가 많아진 시대에는 낸드 플래시 기반 저장장치인 SSD가 필수라고 할 수 있습니다. 그러나 데이터 양이 커지면서 더 빠른 저장장치에 대한 수요는 계속 늘어나고 있습니다.
반도체 제조사들이 생각하는 해결책은 차세대 비휘발성 메모리입니다. P램(phase change memory, 상변화 메모리), STT-M램(Spin Transfer Torque-Magnetic RAM, 스핀주입 자화반전 메모리)과 Re램(저항변화 메모리) 등이 대표적입니다. 옵테인은 상변화 메모리의 일종이라고 알려져 있지만, 인텔은 구체적인 원리를 공개하지 않았습니다. 아마도 원리보다 더 중요한 사실은 옵테인이 서버용 저장장치로 사용할 수 있을 만큼 대량 생산한 첫 번째 차세대 메모리라는 것입니다. 삼성전자와 다른 제조사에서도 M램 같은 차세대 메모리를 선보이기는 했지만, 옵테인처럼 주력 제품은 아닙니다.
인텔은 지난 몇 년간 옵테인에 많은 공을 들였습니다. 인텔의 발표 내용을 종합하면 현재 주력 제품인 CPU에 못지않은 차세대 먹거리라고 할 수 있습니다. 3D Xpoint를 공동개발했지만, 적극적인 모습을 보이지 않는 마이크론과는 대조적입니다. 사실 이 두 회사는 지난 1월 1일 협력 관계를 중단한다고 발표했으며 올해까지만 3D Xpoint를 공동 생산한 후 이후에는 각자의 길을 갈 예정입니다. 이미 D램과 낸드 플래시 메모리에서 비중 있는 회사인 마이크론과 달리 인텔은 완전히 새로운 제품군으로 메모리 시장에 도전장을 내민다는 계획입니다.
인텔이 이렇게 옵테인 메모리에 대해서 자신감을 가지는 데는 그럴 만한 이유가 있습니다. CPU가 처리해야 할 데이터의 양이 폭발적으로 증가하면서 SSD나 HDD 같은 저장장치에서 데이터를 읽은 후 이를 메모리에서 처리하고 다시 결과를 저장장치에 기록하는 방식은 점점 더 효율이 떨어지고 있습니다. 메모리와 동급의 성능을 지닌 저장장치나 아예 메모리 + 저장장치를 지닌 시스템을 만들면 대용량 데이터처리 속도가 매우 빨라질 것입니다.
인텔이 올해 공개한 서버 CPU인 캐스케이드 레이크(Cascade Lake)의 경우 CPU 한 개당 최대 1.5TB DDR4 메모리나 4.5TB의 옵테인 DCPM(DC Persistent Memory)를 탑재할 수 있습니다. 본래 D램을 장착할 수 있는 DIMM 폼펙터에 맞게 나온 옵테인 DCPM는 128/256/512GB 용량으로 D램과 혼용해서 메모리처럼 사용하거나 저장장치처럼 사용할 수 있습니다. D램에 근접하는 빠른 속도 덕분에 서버에서는 어려운 순간 재부팅도 가능합니다. 9월 26일 있었던 공개 시연에서 인텔은 기존 시스템과 비교할 수 없을 만큼 빠른 재부팅 속도(10분15초 vs 19초)를 자량했습니다. 인텔은 옵테인 메모리를 D램과 낸드 플래시를 통합할 차세대 메모리로 발전시켜 반도체 시장을 리드한다는 계획입니다.
- 문제는 가격
하지만 인텔의 야심찬 계획에도 불구하고 지난 몇 년간 주요 메모리 제조사의 주가는 폭락하지 않았습니다. 인텔의 계획에 대해 시장이 의구심을 품고 있다는 이야기입니다. 이런 의구심의 핵심은 가격입니다. 새로 공개한 인텔 로드맵(사진)에는 일반 소비자용 옵테인 SSD에 대한 이야기가 빠져 있습니다. 본래 인텔은 일반 소비자용 SSD 시장을 겨냥한 옵테인 제품군도 내놓았지만 용량이 작은데다 가격까지 비싸 시장에서 큰 호응을 얻지 못했습니다. 인텔이 데이터 센터 제품에 집중하는 것은 옵테인이 저렴한 제품이 아니면 살아남기 힘든 일반 소비자용 시장보다 비싸도 성능이 좋으면 팔리는 서버 시장에 적합한 제품이기 때문입니다. 하지만 대량으로 구매하는 서버 시장 역시 가격에 민감한 건 마찬가지입니다.
오래전 일이지만, 인텔은 펜티엄 4 프로세서를 출시하면서 당시 기준으로 획기적인 성능을 지닌 차세대 메모리인 램버스 D램을 독점적으로 지원했습니다. 업계 1위인 인텔이 적극 밀었고 성능도 당시 사용되던 D램보다 우수했기 때문에 램버스 D램의 미래는 밝아 보였습니다. 하지만 이를 생산하기 위해서는 새로운 생산 시설이 필요했고 따라서 가격이 비쌌습니다. 반면 DDR 메모리의 경우 기존의 생산 시설을 활용할 수 있어 가격이 상대적으로 저렴했습니다.
이 메모리 전쟁의 승자는 모두가 알다시피 DDR 메모리였습니다. 초기 펜티엄 4 프로세서는 별로 빠르지 않았지만, 신제품이라 가격이 비쌌고 램버스 D램은 DDR과 비교도 되지 않을 만큼 비쌌습니다. 결국 엄청난 비용을 내고 얻을 수 있는 성능상이 이득이 미미했기 때문에 시장에서 외면 받을 수밖에 없었습니다. 결국 인텔은 경장자인 AMD처럼 DDR 메모리를 지원할 수밖에 없었고 메모리 시장은 DDR 메모리 위주로 흘러가게 됩니다. 기술적인 우위만큼 중요한 요소가 가격이라는 점을 보여주는 좋은 사례입니다.
옵테인 메모리가 성공하기 위해서는 상대적인 가격 경쟁력이 확보되야 합니다. 하지만 최근 D램 및 낸드 플래시 메모리 가격이 하락하면서 쉽지 않은 싸움이 예상되고 있습니다. 제조 공정이 향상됨에 따라 옵테인 메모리도 매년 가격이 내려가긴 하겠지만, 이 점은 D램과 낸드 플래시 메모리 역시 마찬가지입니다. 특히 여러 제조사에서 경쟁적으로 만드는 낸드 플래시 메모리 가격은 인텔 독점인 옵테인보다 가격 인하 가능성이 훨씬 큽니다.
옵테인이 차세대 메모리의 대세가 될지 아니면 고성능 D램과 낸드플래시 메모리 사이 낀 샌드위치 신세가 될지는 지금 판단하기 어렵습니다. 하지만 현재의 낸드플래시 메모리 기술은 공정 미세화, 수명, 속도 등에서 이미 한계를 보이고 있기 때문에 차세대 메모리가 필요한 건 분명합니다. 아마도 누가 먼저 출시했느냐 보다는 성능과 가격 두 마리 토끼를 잡는 제조사가 시장을 장악할 것입니다. 국내 제조사들이 차세대 메모리 개발을 위해 투자를 아끼지 않는 이유입니다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
