CPO는 광 엔진을 프로세서와 점점 더 가까운 위치로 집적해 가는 기술로, 전기 신호의 이동 거리를 최소화할수록 대역폭과 에너지 효율이 향상된다. SK하이닉스 제공SK하이닉스가 미래 인공지능(AI) 인프라의 핵심 기술로 꼽히는 차세대 광 인터커넥트 기술, 'CPO'(Co-Packaged Optics)의 발전 방향을 제시한 논문을 세계적 학술지 네이처 일렉트로닉스에 게재했다고 20일 밝혔다.
AI 구동을 위해 수천 개의 GPU(그래픽처리장치)와 HBM(고대역폭메모리)이 엮인 초대형 클러스터가 등장하면서 이제는 시스템 간 데이터 이동을 제한하는 '대역폭 장벽'이 새로운 병목 현상으로 부각되고 있는데, CPO는 이 장벽을 극복할 핵심 기술로 논문에 실렸다.
CPO는 칩과 칩이 긴 전기 배선 대신 '빛'으로 데이터를 주고받을 수 있도록, 광 송수신기를 프로세서와 한 패키지 안에 넣는 기술이다.
기존 구리 기반 전기 연결은 거리가 멀어질수록 신호 감쇠와 전력 소모가 급증해 차세대 AI 데이터센터의 한계로 지목돼왔다. 반면 광(光) 엔진을 패키지 내부에 집적하는 CPO는 고속 전기 신호의 이동을 최소화하고 나머지 구간을 빛으로 연결한다. 이를 통해 높은 대역폭 밀도와 에너지 효율, 그리고 전자기 간섭에 강한 신호 무결성 등을 모두 유지할 수 있다는 게 SK하이닉스의 설명이다.
이번 연구에는 SK하이닉스 홍승훈 팀장과 버지니아대학교 전기컴퓨터공학과 이규상 교수가 대표 저자로 참여했다. 또 일리노이대학교 어바나-샴페인(UIUC)을 비롯해 난양공과대학교(NTU), 매사추세츠공과대학교(MIT), 연세대학교 연구진이 공동으로 연구를 수행했다.
이 교수는 "연산칩 성능이 향상되더라도 칩 사이의 데이터 이동 능력이 이를 따라가지 못하면 시스템 전체 성능은 올라가지 않는다"며 "물리적 한계를 안고 있는 구리 배선 대신 빛으로 데이터를 옮기는 것이 가장 유력한 확장 경로"라고 이번 연구의 배경에 대해 설명했다.
홍 팀장은 "학계의 전문성과 산업계의 현장 경험이 연결돼 AI 인프라의 미래 방향을 함께 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다"며 "앞으로도 고객과 산업 생태계에 실질적인 가치를 제공할 수 있는 개방형 협력을 지속 확대해 나갈 것"이라고 밝혔다.
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