삼성전자, AI폰용 차세대 저장장치 UFS 5.0 개발

읽기 10.8GB/s·쓰기 9.5GB/s 지원

UFS 4.1 대비 전력 효율 40% 개선

4분기 양산…프리미엄 모바일·XR·웨어러블 겨냥

삼성전자 UFS 5.0 제품ⓒ삼성전자

삼성전자가 온디바이스 인공지능(AI) 시대를 겨냥한 차세대 모바일 저장장치 UFS 5.0을 개발했다. 스마트폰 안에서 AI 모델과 고해상도 데이터를 직접 처리하는 수요가 늘면서, 모바일 기기의 체감 성능을 좌우하는 요소가 애플리케이션프로세서(AP)와 신경망처리장치(NPU)를 넘어 저장장치의 속도와 전력 효율로 확대되고 있다.

삼성전자는 업계 최고 성능을 구현한 UFS 5.0 메모리 솔루션을 개발했다고 23일 밝혔다. UFS는 스마트폰 등 모바일 기기에 탑재되는 내장형 플래시 메모리 표준 규격이다. 기존에는 사진, 영상, 애플리케이션을 저장하는 부품으로 주로 활용됐지만, 온디바이스 AI 확산 이후에는 AI 모델과 데이터를 임시 저장장치인 RAM으로 빠르게 전달해 AP의 AI 연산을 뒷받침하는 역할이 커지고 있다.

이번 제품은 삼성전자의 9세대 V낸드를 기반으로 개발됐다. 순차 읽기 속도는 10.8GB/s, 순차 쓰기 속도는 9.5GB/s를 지원한다. 기존 UFS 4.1 대비 성능이 2배 이상 향상됐다는 게 삼성전자의 설명이다. 고화질 영상 편집, 생성형 이미지 처리, 실시간 통역 등 단말 내부에서 처리하는 AI 기능이 늘수록 저장장치가 AI 모델과 데이터를 얼마나 빠르게 불러오느냐가 서비스 응답 속도에 영향을 미친다.

전력 효율도 개선했다. 삼성전자는 클락 게이팅과 멀티 전압 기술을 적용해 UFS 4.1 대비 전력 효율을 40% 이상 높였다고 설명했다. 클락 게이팅은 사용하지 않는 회로의 동작 신호를 차단해 전력 소모를 줄이는 기술이고, 멀티 전압은 회로별로 최적 전압을 적용해 소비전력과 발열을 낮추는 기술이다. 이를 통해 같은 양의 데이터를 전송할 때 소모되는 전력을 줄이고 모바일 기기의 배터리 사용 시간을 늘릴 수 있다.

제품 크기도 줄였다. 삼성전자는 UFS 5.0을 가로 7.5mm, 세로 13mm, 높이 0.9mm 패키지로 구현했다. 전작 대비 16.7% 작아진 수준이다. 스마트폰뿐 아니라 웨어러블, 확장현실(XR) 기기는 내부 공간 제약이 크기 때문에 저장장치 소형화는 배터리, 카메라, 센서 등 다른 부품 배치의 설계 자유도를 높이는 요소가 된다. 삼성전자는 최대 1TB 용량까지 제공할 계획이다.

온디바이스 AI는 클라우드 서버에 의존하지 않고 스마트폰 등 기기 내부에서 직접 AI 모델을 실행하는 방식이다. 예컨대 사용자가 스마트폰에서 AI 영상 편집 기능을 실행하면 AP가 필요한 AI 모델과 영상 데이터를 불러오도록 UFS에 명령하고, UFS는 이를 RAM으로 로딩한다. 이후 AP는 RAM에 올라온 모델과 데이터를 활용해 AI 연산을 수행한다. 이 과정에서 UFS의 데이터 전송 속도가 빠를수록 AI 기능의 실행 지연을 줄일 수 있다.

삼성전자는 올해 4분기부터 UFS 5.0 양산을 시작한다. 향후 플래그십 스마트폰뿐 아니라 XR 헤드셋, AI 웨어러블 등 차세대 디바이스 시장 성장에 맞춰 공급을 확대할 계획이다.

최장석 삼성전자 메모리사업부 상품기획팀장 상무는 "온디바이스 AI 시대에는 저장장치가 단순한 데이터 저장 공간을 넘어 AI 경험을 결정하는 핵심 요소로 자리잡고 있다"며 "업계 최초 UFS 5.0 개발 완료를 통해 차세대 모바일 스토리지의 새로운 기준을 제시하고 AI 모바일 혁신을 지속적으로 주도해 나갈 것"이라고 말했다.