'빛'으로 병목 해결…SK하이닉스, 차세대 AI 인프라 'CPO' 청사진 제시

글로벌 연구진과 CPO 기술 로드맵 논문 발표
기존 구리 배선 한계 해결 방법 제시

SK하이닉스 가 고대역폭메모리(HBM)를 넘어 인공지능(AI) 시대 새로운 병목 현상을 해결할 차세대 빛 기반 연결 기술인 CPO(공동 패키징 광학)의 기술 로드맵을 제시했다.

홍승훈 SK하이닉스 팀장(왼쪽)과 이규상 버지니아대학교 교수가 차세대 광 인터커넥트(CPO) 기술 연구에 관해 의견을 나누고 있다. SK하이닉스 뉴스룸

SK하이닉스는 글로벌 연구진과 함께 AI 및 고성능 컴퓨팅(HPC)을 위한 차세대 광 인터커넥트 기술인 CPO 발전 방향을 담은 논문을 세계적인 학술지 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)'에 게재했다고 20일 뉴스룸을 통해 밝혔다.

이번 연구에는 홍승훈 SK하이닉스 AI 인프라팀장과 이규상 버지니아대학교(UVA) 교수가 교신저자로 참여했으며, 일리노이대 어바나-샴페인(UIUC), 난양공대(NTU), 매사추세츠공대(MIT), 연세대 연구진이 공동으로 연구를 수행했다.

초거대 AI 클러스터 환경에서는 연산 성능이 2년마다 3배씩 폭발적으로 성장하는 반면, 대역폭 증가 속도는 1.4배에 그쳐 데이터 이동이 제한되는 '대역폭 장벽(Bandwidth Wall)'이 한계로 부상했다. 특히 데이터가 랙 사이를 이동할 때 기존 구리 배선은 거리가 멀어질수록 신호 감쇠와 전력 소모가 급증해 문제를 일으킨다.

이에 연구진은 광 송수신기(TRx)를 프로세서와 하나의 패키지 안에 넣는 CPO 기술을 대안으로 제시했다. CPO는 패키지 내부에서 고속 전기 신호 이동을 최소화하고 빛으로 데이터를 연결함으로써 대역폭 밀도와 에너지 효율, 신호 무결성을 동시에 확보할 수 있다.

논문은 장기적으로 CPO 기술이 광 연결을 '메모리 인터페이스' 영역까지 확장하는 '옵틱스 중심(Optics-Centric)' 아키텍처로 진화할 것으로 전망했다. 광 인터포저를 활용해 메모리와 프로세서를 직접 연결하면, 여러 AI 가속기가 거대한 메모리 풀을 공유하는 한편 AI 모델 대형화에 기민하게 대응할 수 있게 된다.

이규상 버지니아대 교수는 "핵심은 메모리 소자, 컨트롤러, 광소자, 패키지를 하나의 시스템으로 '공동 설계'하는 것"이라며 SK하이닉스와의 협력 의의를 강조했다.

홍승훈 SK하이닉스 팀장은 "AI 시스템이 대형화될수록 광 인터커넥트의 중요성은 더욱 커진다"며 "메모리 기업으로서 단일 제품 공급을 넘어 고객의 시스템 전체 경쟁력을 함께 만들어가는 차세대 파트너로 역할을 지속 확장하겠다"고 밝혔다.

권현지 기자 hjk@asiae.co.kr