“자동차가 ADAS에서의 인공지능 추론을 하고, 콕핏에서 LLM 기반 온디바이스 AI를 사용하고, 자율주행에서 로보틱스를 가장 먼저 선도적으로 도입하는 등 AI 기능들을 가장 빠르게 상용화 시켜 나가고 있어 향후 고성능, 고용량 차량용 메모리 스토리지에 대한 필요성이 급격히 증대하고 있다”

강욱성 SK하이닉스 부사장은 14일 JW메리어트 서울에서 개최된 ‘제7회 인공지능반도체포럼 조찬강연회’에서 ‘AI 시대에서의 지능형 차량 메모리-스토리지 발전 방향’에 대해 발표했다.

강욱성 부사장은 자율주행 기술 고도화 및 인 비히클 AI 기술 지원을 위한 조날 E/E 및 소프트웨어 정의 차량 아키텍처로 진화가 전망되며, 이에 따라 고성능 DRAM과 함께 차량용 SSD 채용이 증가 될 것으로 전망했다.

또한 최근 이야기가 나오고 있는 SDV는 소프트웨어 업데이트만으로 자동차의 신규 기능을 서비스/커스텀화 할 수 있는 자동차로 하드웨어, 소프트웨어 개발 주기 분리를 위한 자동차 아키텍처 및 설계 개발 양산 프로세스의 총체적 변경이 요구되고, IVI, 텔레매틱스 기능별 하드웨어, 소프트웨어 결합 설계 구조에서 ECU 통합 및 고성능 SoC 기반 가상화 SW 활용 형태로 진화 중으로 앱 개발/ 배포 및 OTA 업데이트 빠른 지원을 위한 컨테이너 도입과 클라우드 연동도 검토 된다고 언급했다.

이에 자동차 산업은 메모리 스토리지에 대한 고객들은 기존 티어1 단일 구조에서 OEM, SoC 업체, 티어1 등의 다변화 구조로 확대돼 나가고 있다고 밝혔다.

또한 지능형 차량 보급 확대에 따른 메모리 사용량도 증대되고 있는데, 현재 인포테인먼트, ADAS, 게이트웨이 영역에서 차량용 메모리의 90%를 차지하고 있어 이 시장이 반도체 측면에서 가장 기회가 있는 시장이라고 분석했다.

차량 내 디램 및 스토리지는 지속 확대되고 있는데 인포테인먼트에서 D램은 2023년에 24GB에서 2028년에 64GB 이상으로 확대될 것으로 보이며, 낸드는 2023년 64/128GB에서 2028년에 1TB로 확대될 것으로 전망된다.

ADAS의 경우도 DRAM은 LV3의 경우 128GB에서 LV4는 384GB 이상으로 확대되고, 낸드는 LV3가 1TB에서 LV4에서 4TB이상으로 확대가 예상된다.

특히 AI 시대가 도래함에 따라 다양한 적용 사례가 생겨나고 있는데, 그 중 오토모티브 응용이 인공지능 기술을 가장 선도적으로 상용화 시켜 나가고 있는 것으로 언급했다.

오토모티브의 경우 빠르게 움직이는 로보틱스라고 할 수 있어 안전에 대한 요구가 더욱 높은데, ADAS의 경우 자율주행 고도화를 위한 센서 증가 및 뉴널 넷 프로세싱, 퓨전, 플래닝 등 비전 컴퓨팅 알고리즘 개선에 따른 고성능/고용량 메모리 스토리지 채용 필요성이 증가할 전망했다.

스마트 콕핏은 LLM 기반의 일반적인 온디바이스 AI라고 볼 수 있다. 차량의 차별화 포인트로 AI음성 기반 차량 제어 및 서라운드 뷰 카메라를 통한 주변 환경 인식 기반 정보 제공, 전체 여행 촬영 영상에 대한 요약본 생성 등의 다양한 새로운 응용이 개발되는 중이다.

특별히 인퍼런싱 디코드 단계에서는 메모리 대역폭이 제한돼 고성능 메모리가 필요하며, 스토리지에서 메모리로의 LLM 모델 로딩 시간 단축을 위해서 고대역폭 스토리지가 필요하다.

고대역폭 스토리지의 경우 CPU에 접속할 수 있는 메모리 채널 개수에 대한 한계가 존재해 대역폭을 크게 하면 용량 확대가 어려워져 CLX(Compute Express Link) 같은 메모리가 필요할 것으로 전망된다.

CXL은 CPU, GPU, 스토리지 등의 다양한 장치를 효율적으로 연결해 보다 빠른 연산 처리를 가능하게 하는 차세대 인터페이스다.

자율주행은 바퀴 달린 로보틱스로 현재 회의론이 있긴 하지만 테슬라, 웨이모, 바이두 등의 업체들을 중심으로 자율주행 기술 상용화 확대가 진행 중이며, 이로 인해 고성능, 고용량, 고신뢰성 메모리 스토리지 요구가 증가할 전망이다.

차량 아키텍처 및 메모리 스토리지 채용과 관련해서는 더욱 높은 메모리 속도 및 용량이 필요할 것으로 보인다.

인포테인먼트 및 ADAS 향 메모리에서는 더욱 높은 대역폭 충족을 위해 지속적으로 진화되고 있으며, 현재 LPDDR4/5에서 HBM이 미래의 하이엔드 응용에서의 새로운 후보로 급부상 하고 있다.

특히 레벨2.5 이상에서의 자율주행을 위해서는 더욱 높은 컴퓨팅파워가 필수적이라 LPDDR5X와 HBM3가 이러한 요구 사항들을 가장 잘 충족시킬 것으로 보인다.

UFS3.1과 eMMC5.1이 현재 인포테인먼트에서 주력 제품인데 향후 PCIe SSD가 용량과 성능 측면에서 더욱 높은 확장성의 장점을 가지고 있어 자율주행에서 더욱 적극적으로 채용되고 있다.

HBM3는 큐브당 1TB/s 급의 대역폭을 가지며, 원래는 주로 AI, HPC, 데이터센터 응용을 위해 개발이 됐으나 이제는 고성능을 위해 자동차 응용에서도 채용이 되고 있다.

또한 LPDDR5X-9600이 차량용 시스템에서 요구되고 있는 고성능과 저전력 필요성을 충족하기 위해 ADAS와 인포테인먼트 응용에서 채용되기 시작했다.

UFS는 eMMC 대비 더 높은 성능과 더 큰 용량을 제공한다.

고성능 고용량 차량용 SSD는 조날 아키텍처에 채용될 것으로 전망된다. 차량용 SSD에서 SR-IOV를 통해 다수의 OS 타입 지원 가상화 환경 제공이 가능하다.

강욱성 부사장은 “앞으로 차량용 메모리 스토리지에서는 각각 LPDDR 및 HBM 제품과 UFS 및 SSD 제품이 주종이 될 것으로 예상되며, 이를 통해 시스템 요구 사항들을 계속 충족시켜 나갈 예정”이라고 밝혔다.

한편 e4ds news는 오는 9월3일 SDV가 가져올 산업의 변화와 글로벌 동향에 대해 알아보고, 자동차에서의 임베디드 소프트웨어 구현에 대한 인사이트를 얻을 수 있도록 ‘2024 오토모티브 콘퍼런스’를 개최할 예정이다. 참가 접수는 https://www.e4ds.com/seminar_introduce.asp?idx=145에서 할 수 있다.