HBM vs DDR

개요

HBM(High Bandwidth Memory)과 DDR(Double Data Rate) 시리즈는 모두 시스템 메모리로 활용되지만, 설계 목적과 구조, 성능 특성에서 큰 차이를 보입니다. HBM은 초고속·고대역폭 연산에 특화된 3D 스택형 메모리이며, DDR 계열은 범용 시스템과 서버 중심의 직렬 DRAM 기술입니다. 본 글에서는 HBM과 DDR 시리즈의 기술적 차이점, 진화 과정, 적용 환경을 상세히 비교합니다.

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1. 개념 및 정의

항목	HBM (High Bandwidth Memory)	DDR (Double Data Rate SDRAM)
정의	TSV 기반 3D 스택 고대역폭 메모리	병렬 버스 기반 범용 DRAM 메모리
목적	GPU, AI, HPC 고속 연산용	PC, 서버, 모바일 범용 메모리
배치 방식	칩 근접 배치(CoWos, EMIB 등)	DIMM 형태로 메인보드 장착

HBM은 고성능, DDR은 범용성과 호환성 중심으로 설계되었습니다.

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2. 진화 흐름

세대	HBM 시리즈	DDR 시리즈
1세대	HBM (2013, 128 GB/s)	DDR (2000년대 초)
2세대	HBM2, HBM2E (~460 GB/s)	DDR3 (~2133 MHz)
3세대	HBM3 (819 GB/s, 16Hi)	DDR4 (~3200 MHz)
4세대	HBM3E (2024 예상, >1 TB/s)	DDR5 (최대 8400 MT/s 이상)

HBM은 대역폭 중심으로, DDR은 대중성·전력 효율 중심으로 발전해 왔습니다.

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3. 구조 비교

구성 요소	HBM	DDR
패키징	3D TSV + 실리콘 인터포저	단면/양면 DIMM 형태
데이터 버스	1024비트 병렬 인터페이스	64비트 직렬 인터페이스
메모리 접근 방식	근거리 고속 접속	메인보드를 통한 접근
전력 특성	낮은 전압 대비 고성능	넓은 범용성과 소비자 대응

HBM은 집적도와 병렬성이 핵심이고, DDR은 확장성과 경제성이 강점입니다.

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4. 기술 요소 및 성능 비교

항목	HBM3	DDR5
대역폭	최대 819 GB/s (1스택)	최대 약 51 GB/s (DIMM 기준)
용량	12~64 GB (1~4스택)	8~128 GB (DIMM 기준)
인터페이스	TSV, 실리콘 인터포저	DIMM 슬롯, 메인보드 연결
전력 효율	매우 우수 (W당 GB/s)	DDR4 대비 개선됨

성능은 HBM이 압도적이나, 시스템 호환성과 유연성은 DDR이 우세합니다.

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5. 적용 분야

분야	HBM 적용	DDR 적용
AI·딥러닝	GPU, DPU, LLM 가속기	일반 AI 서버 CPU 메모리
고성능 컴퓨팅	슈퍼컴퓨터, 엣지 연산 모듈	워크스테이션, HPC 서버
게이밍 그래픽	하이엔드 GPU (RTX 3090 HBM2E 등)	일반 게이밍 PC RAM
모바일/임베디드	일부 ASIC/SoC	스마트폰, IoT 디바이스

선택 기준은 성능 우선인지, 비용·범용성 우선인지에 따라 달라집니다.

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6. 고려사항

• HBM: 고비용, 고집적 패키징 필요(CoWoS, EMIB 등), 설계 복잡도 높음
• DDR: 폭넓은 생태계, 플랫폼 호환성 강점, 가격 대비 용량 우수

HBM은 고성능을 위한 설계 철학, DDR은 확장성과 가격 효율의 철학이 반영된 기술입니다.

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7. 결론

HBM과 DDR은 단순한 속도 경쟁이 아닌 각기 다른 시스템 아키텍처 철학에 기반한 메모리 기술입니다. HBM은 고성능 집중형, DDR은 범용성과 확장 중심의 진화를 거듭해왔으며, 두 기술은 상호 보완적으로 고성능 컴퓨팅 시대를 이끌고 있습니다. 앞으로도 AI, HPC, 소비자용 컴퓨팅의 요구에 따라 각자의 영역에서 발전할 것입니다.