CXL(Compute Express Link)

2025.09.16

 

CXL(Compute Express Link)은 차세대 데이터센터·서버용 고속 CPU–디바이스·메모리 간 연결 인터페이스입니다. 쉽게 말해, CPU, GPU, 메모리, AI 가속기 등을 하나의 플랫폼에서 더 빠르고 효율적으로 연결해 주는 기술입니다.

 

CXL(Compute Express Link): 고성능 컴퓨팅 시스템에서 CPU/GPU, 메모리 등을 효율적으로 연결해 대용량, 초고속 연산을 지원하는 차세대 인터페이스. 기존 메모리 모듈에 CXL을 적용하면 용량을 10배 이상 확장할 수 있습니다.

1. 기본 개념

• 기반: PCIe(PCI Express) 5.0/6.0 물리 계층을 기반으로 하는 개방형 표준.
  
  
• 목적: CPU와 다양한 가속기(GPU, FPGA, AI ASIC), 메모리 모듈 사이의 지연(Latency) 을 줄이고 대역폭(Bandwidth) 을 크게 높여, 데이터 이동 효율을 극대화.
  
  
• 핵심 특징
  1. Cache Coherency(캐시 일관성)
     CPU·가속기·메모리가 동일한 메모리 공간을 공유할 때 캐시 데이터를 실시간으로 동기화 → 불필요한 복사/이동 감소.
     
     
  2. 메모리 확장성
     CXL 메모리 모듈을 CPU에 직접 붙이지 않고도 확장 가능 → 메모리 풀링(memory pooling)과 메모리 디스어그리게이션(disaggregation) 구현.
     
     
  3. 낮은 지연 시간
     기존 PCIe보다 훨씬 빠른 왕복시간(Round Trip Time), AI·HPC 워크로드에 최적화.

2. CXL의 3가지 프로토콜

1. CXL.io – PCIe와 동일한 I/O 트랜잭션 담당.
2. CXL.cache – 가속기가 CPU 메모리를 캐시처럼 접근 가능하게 해줌.
3. CXL.mem – CPU가 가속기 또는 외부 메모리에 직접 접근할 수 있도록 지원.

이 세 가지가 합쳐져 CPU-메모리-가속기 간 완전한 메모리 공유가 가능해집니다.

3. 주요 활용

• AI/HPC 서버: GPU·AI 가속기와 CPU가 동일 메모리 풀을 공유 → 대규모 모델 학습·추론 속도 향상.
  
  
• 메모리 풀링/디스어그리게이션: 여러 서버가 하나의 거대한 메모리 풀을 공유 → 자원 활용률 최적화, TCO 절감.
  
  
• 클라우드/데이터센터: 유연한 확장성 확보, 워크로드별로 메모리를 동적으로 재할당 가능.

4. 삼성·SK하이닉스의 역할

• 삼성전자: CXL DRAM 모듈, CXL 메모리 스위치 개발 → 대규모 메모리 확장 솔루션 제공.
  
  
• SK하이닉스: 세계 최초 CXL 메모리 샘플 출시(2022), 128GB/256GB급 CXL DRAM 양산 준비.
  
  
• 두 회사 모두 미국 마벨(Marvell) 같은 DPU·스위치 업체와 협력 → CXL 생태계 완성 및 데이터센터 상용화 추진.

 

 

적용/호환 현황: 마벨(Marvell) Structera CXL 컨트롤러·가속기와의 상호운용(인터오퍼러빌리티) 테스트 완료(삼성·SK·마이크론 DDR4/DDR5, AMD·Intel CPU 플랫폼). CXL 메모리 스택의 실배치 가능성을 높여주는 신호입니다. Investor Relations | Marvell+2Marvell+2

 

 

 

적용/호환 현황: 마벨 Structera와의 상호운용성 검증에 포함(DDR4/DDR5, 주요 CPU 플랫폼). SK하이닉스는 CXL 제품군과 SW 스택(HMSDK)을 함께 공개하며 생태계 확장을 병행하고 있습니다. Investor Relations | Marvell+2Marvell+2

 

CXL 표준/생태계 포인트(요약)

• CXL 3.0/3.1: 스위치·패브릭 기반 메모리 풀링/디스어그리게이션 표준화, 가속기↔타입-3 메모리 간 직접 P2P CXL.mem 지원 → 대규모 AI/HPC에서 메모리 자원 활용률과 TCO 개선 기대. Compute Express Link -+1
  
  
• 마벨 Structera: 메모리 확장 컨트롤러(X)·니어-메모리 가속(A) 제품군과 인라인 압축 등 기능 제공, 삼성·SK·마이크론 DRAM 및 AMD·Intel CPU와 상호운용성 공인. CSP(클라우드) 환경에서의 조기 상용화에 유리합니다. Marvell+2Investor Relations | Marvell+2

한 줄 정리

• 삼성은 512GB급 CMM-D로 CXL 대용량 모듈의 레퍼런스를 일찍 세웠고(2022), 2024~2025년에 CMM-D/DC 중심의 포트폴리오를 공공 행사에서 재확인했습니다. 삼성 반도체 뉴스룸+2Samsung Semiconductor Global+2
  
  
• SK하이닉스는 96/128GB CXL 2.0 제품을 중심으로 고객 검증 완료(96GB) 단계까지 왔고, 소프트웨어(HMSDK)까지 포함해 운영체제(리눅스) 통합을 진행했습니다. SK hynix Newsroom -+2SK hynix Newsroom -+2
  
  
• 생태계 레디: 두 회사 모두 마벨 CXL(Structera) 와의 상호운용으로 실서버 적용성을 확보해가고 있습니다. Investor Relations | Marvell

Marvell Extends CXL Ecosystem Leadership with Structera Interoperability Across All Major Memory and CPU Platforms

 

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2025.09.16

삼성·SK, 美 마벨 CXL 통과! D램 공급 신호탄

 

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2025.05.22

SK하이닉스, DTW 25에서 AI·서버 시장 공략할 핵심 AI 메모리 선보이다 – SK hynix Newsroom

 

SK하이닉스가 19일(미국시간)부터 나흘간 미국 라스베이거스에서 열린 DTW 25(Dell Technologies World 2025)에 참가해 AI 서버 및 PC에 최적화된 메모리 설루션을 선보였다.

 

DTW는 미국 전자기업 델 테크놀로지스(Dell Technologies, 이하 델)가 주최하는 컨퍼런스로, 미래 기술 트렌드를 한눈에 확인할 수 있는 자리다. ‘아이디어로부터 혁신을 가속하다(Accelerate from ideas to Innovation)’를 주제로 열린 올해 행사에서는 AI 혁신을 이끌어낼 다양한 제품과 기술이 공유됐다.

 

 

CMM-DDR5 섹션에서는 96/128GB(기가바이트) 고용량의 ‘CMM-DDR5’를 만나볼 수 있었다.

이 제품은 CXL 기술을 적용한 DDR5 메모리 모듈로, 기존 구성 대비 50% 확장된 용량과 30% 늘어난 대역폭을 자랑한다.

 

전시에서는 영상 데모 시연도 진행됐는데, 주요 CPU 제조사의 서버용 프로세서가 장착된 시스템에서 용량 확장의 한계를 돌파하면서도 안정적인 성능을 보여주며 많은 관객의 이목을 집중시켰다.