Fabric-Attached Memory (FAM)

개요

Fabric-Attached Memory(FAM)는 CPU와 직접 연결되지 않고, 고속 패브릭(Fabric) 네트워크를 통해 여러 컴퓨팅 노드에서 공유/접근 가능한 메모리 아키텍처입니다. 이는 메모리와 컴퓨팅 리소스의 분리(disaggregation)를 가능하게 하여, 확장성과 유연성을 극대화하는 새로운 데이터 중심 컴퓨팅 모델을 실현합니다. FAM은 특히 고성능 컴퓨팅(HPC), 대규모 AI 분석, 데이터베이스, 인메모리 컴퓨팅 환경에서 각광받고 있습니다.

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1. 개념 및 정의

Fabric-Attached Memory는 기존의 CPU 중심 메모리 구조와 달리, 메모리를 시스템 메모리가 아닌 네트워크를 통해 공유 자원처럼 사용하는 기술입니다. CPU, GPU, FPGA 등 다양한 연산 자원이 메모리 풀에 직접 접근할 수 있으며, 이때 고속 인터커넥트 기술이 핵심적인 역할을 수행합니다.

FAM의 목표는 메모리 확장 한계를 극복하고, 메모리 사용 효율성과 데이터 처리 성능을 동시에 향상시키는 것입니다.

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2. 특징

특징	설명	기존 DRAM 대비 장점
공유 메모리 아키텍처	여러 노드에서 하나의 메모리 풀에 접근	중복 메모리 사용 최소화
고속 패브릭 연결	메모리와 컴퓨팅 자원을 고속 네트워크로 연결	확장성과 대역폭 향상
비휘발성 메모리(NVM) 기반	데이터 유지 및 대용량 처리 용이	DRAM보다 저전력, 고용량

기존 UMA/SMP 구조를 대체하거나 보완하는 형태로 적용되고 있습니다.

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3. 구성 요소

구성 요소	설명	주요 기술 또는 표준
메모리 패브릭(Fabric)	컴퓨팅 리소스와 메모리를 연결하는 네트워크	Gen-Z, CXL(Compute Express Link), CCIX
FAM 모듈	패브릭에 연결되는 비휘발성 메모리 모듈	Intel Optane, MRAM, PCM
메모리 컨트롤러	패브릭 통신과 메모리 접근을 조율	Smart NIC, CXL Switch

패브릭의 성능이 전체 아키텍처 효율성에 큰 영향을 미칩니다.

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4. 기술 요소

기술 요소	설명	관련 기술 스택
비휘발성 메모리(NVM)	전원 없이도 데이터 유지 가능한 메모리	3D XPoint, RRAM, STT-MRAM
메모리 가상화	논리적으로 단일 메모리처럼 관리	NUMA-aware OS, Memory Pooling
고속 인터커넥트	데이터 전송 지연 최소화	CXL, PCIe 5.0, Ethernet 기반 RDMA

이 기술들은 FAM의 성능과 실용성을 높이기 위한 필수 기반입니다.

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5. 장점 및 이점

장점	설명	기대 효과
확장성 극대화	메모리 용량을 동적으로 확장 가능	고성능 워크로드에 유리
비용 절감	리소스 중복을 줄여 하드웨어 효율화	CAPEX/OPEX 절감
데이터 중심 처리	CPU 중심에서 데이터 중심 컴퓨팅 전환	AI/ML 처리 성능 개선

FAM은 데이터 이동 최소화와 메모리 병목 현상 해소에 탁월합니다.

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

사례	활용 방식	고려사항
AI 모델 학습	대용량 파라미터를 FAM에 저장하여 처리	지연(latency) 보장 및 고속 연결 필요
인메모리 DB	DB 전체를 FAM에 탑재하여 실시간 쿼리 처리	지속성 보장 및 데이터 보호 필수
엣지/클라우드 연산 분산	분산 노드 간 FAM 공유로 연산 최적화	데이터 동기화 및 보안 이슈

FAM은 하드웨어뿐 아니라 소프트웨어 아키텍처의 변화도 요구합니다.

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7. 결론

Fabric-Attached Memory는 메모리의 물리적 제약을 뛰어넘어, 데이터 중심 컴퓨팅으로의 전환을 가속화하는 차세대 아키텍처입니다. 고속 네트워크와 결합된 공유 메모리 풀은 대규모 데이터 분석, AI 훈련, 클라우드 인프라 등에 매우 적합하며, 향후 CXL 3.0 등 표준 발전과 함께 더욱 확산될 전망입니다. 기업의 데이터 인프라 혁신을 위해 FAM은 전략적 도입이 필요한 핵심 기술입니다.