AI 핵심 요약
beta- 삼성전자가 30일 AI 포럼서 모바일 D램 병목을 지적했다
- 온디바이스 AI 확산에 AP보다 D램 용량과 대역폭이 중요해졌다
- LPDDR6 경쟁 속 메모리 값 상승이 스마트폰 수익성도 흔들었다
!AI가 자동 생성한 요약으로 정확하지 않을 수 있어요.
연산 성능 2년에 3배 증가, 메모리 대역폭 1.5배
차세대 D램 경쟁 치열...삼성 스마트폰은 적자
[서울=뉴스핌] 이승우 기자 = 인공지능(AI) 스마트폰 고도화의 새 병목으로 모바일 D램이 떠올랐다. 스마트폰의 두뇌 역할을 하는 애플리케이션프로세서(AP) 성능은 빠르게 높아지고 있지만, AI 모델과 데이터를 담아 주고받는 D램의 용량·대역폭·전력효율은 이를 따라가지 못하고 있다는 진단이다.
개인정보 보호를 위해 AI를 기기 안에서 직접 구동하는 온디바이스 AI가 확산하면서다. 클라우드 도움 없이 제한된 기기 자원만으로 AI를 돌려야 하는 만큼, 차세대 AI폰의 성능 경쟁은 AP를 넘어 모바일 D램으로 옮겨가고 있다. 삼성전자는 개인화 AI 데이터 처리만큼은 온디바이스 원칙을 고수하고 있다. 고성능 모바일 D램이 차세대 AI폰의 사용자 경험과 원가, 배터리 사용시간을 함께 좌우할 핵심 부품으로 떠오른 배경이다.
◆ "기기 속 AI, D램이 1순위 제약"
1일 전자업계에 따르면 김윤형 삼성리서치 상무는 지난달 30일 서울 서초구 삼성전자 서초사옥에서 열린 '삼성 AI 포럼 2026'에서 "크기 대비 AI 모델의 성능이 높아지고 있어 수년 안에 지금의 고성능 모델을 스마트폰에 넣는 것도 비현실적이지 않다"고 했다. 연산과 데이터 이동이 주된 제약인 클라우드와 달리 "엣지 기기에서는 D램이 1순위 제약"이라고 밝혔다.
메모리가 연산 성능을 따라가지 못하는 문제도 지적됐다. 황인철 삼성전자 MX사업부 부사장은 "컴퓨트(연산 성능)는 2년마다 3배씩 증가한다고 하는데, 메모리 대역폭은 2년마다 1.5배씩 증가하고 있다"며 "메모리가 같은 상태로 간다면 병목이 될 건 명약관화"라고 말했다.
스마트폰에서 AP는 두뇌 역할을 하는 핵심 칩으로, 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), AI 연산을 전담하는 신경망처리장치(NPU) 등을 하나로 묶은 반도체다. D램은 AP가 연산할 때 필요한 데이터를 임시로 올려두고 빠르게 주고받는 메모리다. 메모리 대역폭은 AP와 D램이 1초당 주고받을 수 있는 데이터의 양인데, 연산 성능이 빠르게 느는 만큼 대역폭이 따라가지 못한다는 것이다.
AI가 메모리에 부담을 주는 이유는 작동 방식에 있다. AI 모델을 구동하려면 모델 전체를 D램에 올려야 하고, 단어(토큰)를 하나 생성할 때마다 다시 불러와야 한다. 대화가 길어지면 이전 맥락을 담는 데이터(KV 캐시)가 기가바이트 단위로 늘어나 지연 시간이 길어지고 비용도 폭증한다.
삼성전자가 온디바이스 AI를 고수하는 이유는 개인정보를 보호하기 위해서다. 이윤수 삼성전자 MX사업부 부사장은 "개인화 관련해서는 무조건 온디바이스만 고수하고 있다"며 "사용자의 개인정보 보호가 가장 첫 번째 최우선이기 때문에 클라우드 모델을 쓰는 경우는 없다"고 말했다.
갤럭시 AI는 기능에 따라 온디바이스와 클라우드를 함께 쓰는 하이브리드 구조지만, 일정과 메시지 등 개인 데이터 관련 기능은 기기 밖으로 내보내지 않는다. 개인화 AI의 성능은 폰에 탑재된 AP와 D램이 감당할 수 있는 만큼으로 제한된다.
삼성전자는 한계를 소프트웨어로 버티고 있다. 이 부사장은 "온디바이스는 리소스 한계가 있고, 다른 앱들도 같은 자원을 쓰고 있다"며 "폰 상태를 계속 확인해 자원을 써도 된다고 판단될 때만 AI 분석을 돌리고, 여유가 없으면 멈췄다가 다시 재개한다"고 말했다.
◆ 차세대 D램 'LPDDR6' 경쟁…가격 부담에 스마트폰 적자
업계에서는 대역폭과 전력효율을 높인 차세대 모바일 D램 'LPDDR6'를 하드웨어 해법으로 꼽는 가운데 메모리 기업들의 경쟁도 치열해졌다. 삼성전자는 지난달 23일 16기가바이트(GB) LPDDR6를 퀄컴의 차세대 스냅드래곤 플랫폼에서 업계 최초로 검증했다고 밝혔다. 최대 10.7Gbps의 속도를 지원하며, 전력효율은 LPDDR5X보다 최대 21% 개선됐다.
SK하이닉스는 지난 3월 10나노급 6세대(1c) 공정을 적용한 LPDDR6 개발에 성공하고 하반기 공급 계획을 밝혔다. 중국 창신메모리(CXMT)도 8월 말 LPDDR6 양산을 발표하고 샤오미 폴더블폰 탑재를 예고하며 추격에 나섰다. 시장조사업체 옴디아는 전체 LPDDR 출하량 중 LPDDR6 비중이 2027년 3%에서 2030년 39%로 커질 것으로 내다봤다.
스마트폰 제조사들은 메모리 가격 상승으로 인해 고민이 깊어지고 있다. 현재 주력 제품인 LPDDR5X 대비 LPDDR6의 가격이 높기 때문이다. 업계에 따르면 삼성전자의 차기 갤럭시 모델인 S27에도 두가지 D램 중 어느 제품을 탑재할 지에 대한 고민이 이어지고 있다.
부품값 상승은 이미 삼성전자의 스마트폰 실적에 반영되고 있다. 하나증권 리서치 보고서에 따르면 삼성전자 MX·네트워크 부문은 올해 2분기 7000억원의 영업손실을 내 적자로 돌아섰고, 3분기에는 손실 규모가 1조3000억원으로 커질 전망이다. 지난해 연간 12조9000억원의 영업이익을 냈던 것과 대조적이다.
반면 3분기 삼성전자 D램 부문의 영업이익률은 80%를 웃돌 것으로 추정돼, 메모리 호황을 두고 같은 회사 안에서도 반도체와 스마트폰 사업의 희비가 엇갈리고 있다.
raul1649@newspim.com
