[디지털데일리 고성현기자] 국내 반도체 설계전문(팹리스) 기업인 파두가 확대되는 인공지능(AI) 인프라 시장에 맞춰 포트폴리오를 확장한다. 기존 역량을 보유한 솔리드스테이트드라이브(SSD) 컨트롤러 개발을 지속해 리더십을 잡는 한편, RDIMM·CPU·클라이언트 SSD용 전력반도체(PMIC) 라인업을 확대하면서다. 이를 위해 내년 관련 칩을 출시해 공급에 나설 계획이다.

4일 남이현 파두 대표 겸 최고기술책임자(CTO)는 서울 강남구 파두 본사에서 기자간담회를 열고 "내년 초 PCIe 6세대 SSD 컨트롤러 칩을 내놓을 것"이라며 "SSD에 활용되는 두가지의 PMIC에 대해서도 이미 양산을 시작해 내년 양산 확대(Ramp-up)를 진행할 계획"이라고 말했다.

파두는 SSD용 컨트롤러를 전문으로 설계하는 팹리스다. SSD 내 낸드플래시 메모리의 속도를 제어하고 수명을 연장하는 핵심 두뇌 역할을 한다. 현재 파두는 글로벌 데이터센터향 기업용SSD(eSSD)용 컨트롤러를 납품 중이며, 이를 OEM 사업으로 확장해 SSD도 직접 공급하고 있다.

남 대표는 "(클라우드 등 확대로) 데이터 양이 기하급수적으로 늘어나면서 컴퓨팅 수요가 증가하는 가운데, AI가 데이터센터의 전력 소모를 국가 단위 수준으로 끌어올리고 있다"며 "GPU를 동작하고 냉각하는 분야에도 막대한 비용이 들어가는 만큼 총소유비용(TCO)을 어떻게 최적화하느냐가 과제"라고 운을 뗐다.

그러면서 "컴퓨팅 증가로 저장장치(Storage) 수요도 증가하고 있다. 스토리지 관점에서 볼 때 멀티 모달 모델 훈련을 위해서는 거의 엑사바이트(EB) 단위, 즉 최소 수십만개 이상의 SSD를 요구하고 있다"며 "이러한 부분에서 전력 소모를 줄이고 TCO를 최적화하는 것이 저희 역할 중 하나"라고 강조했다.

특히 SSD 컨트롤러가 스토리지 전력을 절감하는 차원의 중요성도 강조했다. SSD가 SATA 표준을 지나 NVMe로 지나면서 초당입출력속도(IOPS)가 53배 가까이 상승했지만, 그만큼 컨트롤러 복잡성이 높아지면서 성능·전력 효율도 떨어지고 있어서다.

남 대표는 "일례로 한 SSD 컨트롤러에는 CPU 코어가 32개가 탑재되는 등 복잡성이 크게 높아졌다. 이렇게 되면 전원만 켜도 컨트롤러가 SSD 전체 전력 20~22W 중 15W를 할당 받는 상황이 생긴다"며 "이러한 SSD가 수백 개 장착되면 그만큼 비효율성이 커지는 것"이라고 설명했다.

파두는 이러한 점을 해소하기 위해 아키텍처 구조 자체를 바꿔 특정 작업에 특화된 형태로 구성했다. 무거운 소프트웨어나 하드웨어 작업을 목적에 특화된 하드웨어로 오프로드, 전력 효율화를 달성했다는 의미다. 이를 통해 SSD 컨트롤러의 유연성·호환성을 유지하는 한편 성능을 높일 수 있었다는 게 남 대표의 설명이다.

파두는 이러한 최적화 아키텍처를 토대로 내년 상용화될 PCIe 6.0(6세대)용 SSD 컨트롤러 상용화를 앞두고 있다. 내년 초 이를 출시하고 SSD 컨트롤러 시장 내 입지를 확대하겠다는 목표다.

남 대표는 "현재 파두의 신규 6세대 컨트롤러는 시뮬레이션 기반 예측치상 이전세대(5세대)와 비교해 2배 이상 성능이 높아졌다. 소비전력도 줄여 전성비가 높아진 상황"이라며 "기업 규모상 최첨단 공정 노드를 활용하지 못해 6나노미터(㎚)를 쓰고 있음에도 거둔 성과"라고 설명했다.

그는 "SSD의 대역폭이 (NV링크 등) AI칩의 인터커넥트와 비교해 현저히 낮은 만큼, SSD의 속도 개선에 따라 AI 인프라의 성능이 좌우될 것"이라며 "특히 검색증강생성(RAG) 등 캐싱 복잡성과 데이터 발생량이 큰 추론 시장에서 SSD에 요구되는 성능이 더욱 높아지고 있어 성장성이 확대될 것으로 본다"고 말했다.

차세대 제품인 PCIe 7.0에서는 1억 IOPS를 달성하겠다는 목표도 내놨다. 남 대표는 "현재 가장 빠른 SSD의 IOPS가 600만임을 고려하면 10배 이상 높은 수준의 요구가 들어오는 중"이라며 "이를 달성하려면 컨트롤러와 낸드 제조사의 협력이 중요해, 이들과 함께 협력하고 논의하고 있다"고 설명했다.

이와 함께 양산·개발 중인 PMIC의 상업화에 가까워졌다는 소식도 전했다. PMIC는 반도체 칩이나 전자부품의 전력을 관리하고 분배하는 칩이다. 비교적 성숙 공정에 속하는 제품이지만, 전력 소비 효율 개선의 필요성이 증가하면서 중요도가 높아지는 추세다.

파두는 2024년 eSSD용 고성능 PCIe 5.0 PMIC 및 PLP(Power Loss Protection) IC를 개발 완료하고 올해 하반기 티어1 글로벌 고객의 제품인증을 통과, 양산에 돌입했다. 이를 컨트롤러와 함께 묶어 제공하는 컴패니언 칩(Companion Chip) 형태로 제공하며 거둔 성과다.

남 대표는 "반도체 칩의 출력 전력이 2700W라고 가정할 때, 열 손실 등에서 발생한 전력에 따라 입력 전력의 값이 크게 바뀐다"며 "따라서 TCO 최적화에 굉장히 중요한 부품으로, 파두 역시 SSD에 사용하는 PMIC를 램프업할 준비를 하고 있다"고 전했다.

특히 파두는 SSD용 PMIC뿐 아니라 RDIMM, CPU·GPU PMIC와 멀티플렉서IC 등 총 4종의 PMIC에 대한 제품 설계 채택도 완료했다. 이중 RDIMM은 서버나 워크스테이션 등에 주로 사용되는 D램 모듈로, 파두가 D램용 PMIC를 상용화하겠다는 의미로 해석된다.

남 대표는 "RDIMM 등은 JEDEC 표준 안에서 효율을 어떻게 잘 만들어내느냐의 경쟁이고, 파두는 이 측면에서 강점이 있다"며 "(상용화가 될 경우) D램 모듈을 만드는 회사나 D램 자체를 만드는 회사가 고객사가 될 것"이라고 전했다.

마지막으로 남이현 대표는 "파두는 2004년 연구개발을 시작으로 근 20년 동안 역량을 쌓아왔고 사업화를 거치며 제품화·양산에 대한 노하우도 확보해 왔다"며 "SSD 컨트롤러 납품 이력을 확보하며 인정을 받아온 만큼, 고객 다변화와 전력반도체 사업화, 차세대 제품에 대한 검증 등을 지속적으로 추진하겠다"고 말했다.

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