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삼성전자가 NVIDIA가 새롭게 발표한 NVHBM 메모리 표준을 위한 베이스 다이(base die) 공급을 확보하기 위해 세계 최대 반도체 제조업체인 TSMC와 협력하고 있는 것으로 알려졌습니다. NVHBM은 컨트롤러를 3D HBM 스택 내부에 통합하여 성능과 효율성을 크게 향상시킵니다. 표준 HBM4E와 비교했을 때, NVIDIA는 최대 30% 더 높은 메모리 대역폭, 15% 더 낮은 HBM 전력 소비, 그리고 프로세싱 유닛에서 최대 25% 더 넓은 가용 컴퓨트 다이 면적을 확보할 수 있다고 주장합니다. 간단히 말해 NVHBM은 베이스 다이 맞춤화(커스터마이징)를 통해 표준 HBM 아키텍처를 기반으로 구축되지만, 양산에 들어가기 전에 충족해야 하는 몇 가지 엄격한 요구 사항이 있습니다.
흥미롭게도 요구 사항 중 하나는 NVHBM에 들어가는 NVIDIA의 베이스 다이가 TSMC의 3nm 공정에서 제조되어야 한다는 점입니다. 삼성전자가 자체적인 3nm 생산 라인을 보유하고 있음에도 불구하고, NVIDIA의 설계자산(IP)은 TSMC 공정에 최적화되어 있습니다. 이로 인해 삼성전자는 자체 생산 역량을 갖추고도 TSMC와 협력하여 고객사가 될 수밖에 없는 상황입니다. 다만 이러한 방식은 컴퓨트 타일 바로 옆에 직접 통합되는 베이스 다이에만 해당됩니다. 메모리의 경우 삼성전자는 HBM 제조에 일반적으로 사용되는 자사의 6세대 10nm급 공정을 계속 사용할 예정입니다. 즉 생산의 일부만 TSMC가 담당하게 됩니다.
삼성전자는 이미 핀당 16Gbps의 메모리 속도를 구현하는 HBM4E와 같은 첨단 기술을 개발한 바 있습니다. 이러한 성과는 올해 5월 말부터 핀당 14Gbps 속도의 HBM4E를 출하해 온 삼성전자 반도체 부문에 대한 신뢰를 크게 높여주고 있습니다. 그러나 삼성전자가 NVHBM 도입에 적극적으로 참여하고 있다는 점은 고객사들이 더 강력한 대안을 찾고 있다는 신호로 풀이됩니다. NVIDIA가 주장하는 30%의 NVHBM 대역폭 향상을 고려할 때, 단일 NVHBM은 이론적으로 약 5.2TB/s의 대역폭을 달성할 수 있습니다. 전력 측면에서도 HBM 소비 전력의 15% 절감은 효율성을 개선할 뿐만 아니라 컴퓨트 다이를 위한 추가적인 발열 여유 공간(thermal headroom)을 제공합니다.
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