[이슈분석] 저전력 고성능 모바일 D램 신 규격 LPDDR4X 뜬다

SK하이닉스가 지난 1월 발표한 8GB LPDDR4X.

모바일 D램의 차세대 표준인 저전력이중데이터률4X(LPDDR4X)가 프리미엄 스마트폰 시장의 대세로 떠오를 전망이다.

LPDDR4X는 빠른 속도와 고성능이 특징으로, 국제반도체표준협의기구(JEDEC)가 규정한 표준 규격이다. 기존 LPDDR4 대비 최고 동작 속도가 빨라졌고(3733Mbps→4266Mbps), 데이터 입출력(I/O) 동작 전압도 1.1볼트(V)에서 0.6V로 낮아졌다. 더 적은 전력으로 높은 성능을 낸다는 의미다.

업계에선 올해부터 주요 프리미엄급 스마트폰에 LPDDR4X 모바일 D램이 탑재될 것으로 전망하고 있다. 삼성전자와 SK하이닉스가 LPDDR4X 제품 출하 준비를 끝낸 상태다. 미국 마이크론은 아직 이 규격 제품의 개발을 끝내지 못한 것으로 전해졌다.

◇I/O 동작 전압 낮춰

LPDDR4X의 전체 동작 전압은 1.1V로 LPDDR4와 같다. 그러나 애플리케이션프로세서(AP)와 데이터를 송수신할 때 필요한 IO 동작전압은 1.1V에서 0.6V로 낮아졌다.

LPDDR4 규격은 LPDDR3와 비교하면 데이터 전송 채널이 1개(32비트)에서 2개(16비트)로 나뉘어 있다. 채널을 잘게 나누고 신호 전송 거리를 줄여 데이터 전송 효율을 높였다. 저소비 전력을 구현한 저전압전환논리(LVSTL) I/O 인터페이스가 적용된 것도 특징이다. LVSTL의 신호 전압은 367mV 또는 440mV로, 기존 LPDDR3의 I/O 인터페이스인 고속지속논리(HSUL)의 절반 수준으로 낮다. 이 덕에 전체 동작 전압이 1.2V에서 1.1V로 낮아졌다.

LPDDR4X의 전체 동작 전압은 1.1V로 LPDDR4와 같다. 그러나 애플리케이션프로세서(AP)와 데이터를 송수신할 때 필요한 I/O 동작 전압은 1.1V에서 0.6V로 줄었다. 이는 LVSTL의 기능을 확장했기에 가능했다. 핵심 전원 전압(VDD2)과 출력 전압(VDDQ)를 분리했다. 출력 전압이 바로 I/O 동작 전압이다. 이 수치를 낮춘 것이다. 게임 등 데이터 I/O가 많은 애플리케이션(앱)을 돌릴 때 진가를 발휘한다고 전문가는 설명했다.

SK하이닉스가 지난 1월 발표한 8GB LPDDR4X.

◇크기는 줄이고 동작 속도는 높여

LPDDR4X는 초당 최대 4266메가비트(Mb)를 전송할 수 있다. 이는 초당 최대 3733Mb를 주고받을 수 있는 LPDDR4보다 14.2% 빨라진 것이다. LPDDR3의 최고 속도(초당 2133Mb)와 비교하면 두 배 빠른 속도다.

면적과 두께도 줄어든다. SK하이닉스가 최근 발표한 8GB LPDDR4X는 면적 12×12.7㎜에 두께 1㎜ 이하다. LPDDR4 대비 30% 이상 크기를 줄였다.

업계 관계자는 5일 “LPDDR4X는 모바일 생태계에서 민감한 요소인 배터리 수명 연장 효과, 초고속, 작은 크기를 동시에 갖춘 새로운 표준 규격”이라면서 “사용자 편의성도 극대화될 수 있을 것”이라고 설명했다.

업계에선 LPDDR4X 모바일 D램이 프리미엄급 스마트폰에 주로 탑재될 것으로 보고 있다. 올해 중국의 주요 스마트폰을 중심으로 탑재가 이뤄진 뒤 내년에는 대부분의 프리미엄 제품에 이 규격이 채택될 것으로 전망된다. PC, 태블릿, 차량 인포테인먼트 시장으로도 탑재 영역을 넓혀 갈 것으로 관측된다.

시장조사 업체 IHS마킷에 따르면 LPDDR4X를 포함한 LPDDR4 규격 기술의 출하 비중은 이미 지난해 과반을 넘기며 주력으로 떠올랐다. 2020년까지도 LPDDR4 제품은 대세 제품으로 자리를 지킬 것으로 전망된다.

한주엽 반도체 전문기자 powerusr@etnews.com