HBM 세대별 차이(대역폭, 적층 용량, HBM4, HBM4E)
세대가 발전하면서 핀당 전송률과 스택 용량이 커졌고, HBM4에서는 데이터 폭도 1,024비트에서 2,048비트로 넓어졌다. 비교 예시로 HBM3E를 핀당 9.6Gb/s, HBM4를 8Gb/s로 계산하면 스택당 대역폭은 각각 약 1.23TB/s와 2.05TB/s다. HBM 세대별 차이는 속도뿐 아니라 용량과 적층 수, 실제 제품의 동작 조건까지 함께 봐야 이해하기 쉽다. 초기 HBM부터 HBM4E 공개 자료까지 대역폭과 용량의 의미를 나눠 정리해 보려 한다.
HBM 세대별 차이, 대역폭은 얼마나 늘었을까?
HBM3E까지는 주로 핀당 전송률을 높였고, HBM4는 데이터 폭을 두 배로 넓혀 한 스택에서 전달할 수 있는 데이터량을 늘렸다. HBM은 여러 DRAM 칩을 수직으로 쌓고 미세한 수직 연결인 TSV로 이어 놓은 고대역폭 메모리다.
아래는 램버스의 공개 비교 자료에 제시된 전송률을 사용한 스택 하나의 이론 대역폭 예시다. 각 세대의 모든 제품이 이 속도로 작동한다는 뜻이나 실측 성능, 제품별 최대치 비교는 아니다.
| 세대 | 데이터 폭 | 핀당 전송률 예시 | 스택당 대역폭 |
| HBM | 1,024비트 | 1.0Gb/s | 128GB/s |
| HBM2 | 1,024비트 | 2.0Gb/s | 256GB/s |
| HBM2E | 1,024비트 | 3.6Gb/s | 약 461GB/s |
| HBM3 | 1,024비트 | 6.4Gb/s | 약 819GB/s |
| HBM3E | 1,024비트 | 9.6Gb/s | 약 1,229GB/s |
| HBM4 | 2,048비트 | 8.0Gb/s 기준 | 2,048GB/s |
| HBM4E | 2,048비트 | 16.0Gb/s 공개 예시 | 4,096GB/s |
계산은 핀당 전송률에 데이터 폭을 곱하고, 비트를 바이트로 바꾸기 위해 8로 나눈다. 예를 들어 8 × 2,048 ÷ 8은 2,048GB/s이며, 여기서는 1TB를 1,000GB로 썼다. 핀 하나의 Gb/s와 스택 전체의 GB/s를 같은 수치처럼 비교하지 않는 것이 중요하다.
용량과 적층 수는 같은 뜻일까?
적층 수는 쌓은 DRAM 칩의 수이고, 용량은 그 칩들이 저장할 수 있는 데이터의 총량이다. 8H와 12H처럼 표시된 단수만으로는 몇 GB 제품인지 확정할 수 없으며 칩 한 장의 용량도 알아야 한다.
SK하이닉스가 공개한 HBM3E 사례에서는 3GB 칩 8장을 쌓으면 24GB, 12장을 쌓으면 36GB다. 같은 세대 안에서도 적층 구성에 따라 용량이 달라지는 예다. 반대로 칩 한 장의 용량이 달라지면 같은 단수라도 총용량이 달라질 수 있다.
층을 늘리는 일에는 칩을 얇게 만들고 연결 상태와 열 방출을 관리하는 기술이 함께 필요하다. 단수가 늘었다고 데이터 폭이나 핀 속도까지 같은 비율로 늘어나는 것은 아니다. 저장할 수 있는 양과 초당 전달하는 양을 따로 확인해야 한다.
제품을 비교할 때는 단위를 기준으로 다음 항목을 나눠 읽으면 혼동을 줄일 수 있다.
- GB: 스택 하나 또는 가속기 전체에 저장할 수 있는 용량
- GB/s와 TB/s: 초당 전달 가능한 데이터량인 대역폭
- 8H, 12H, 16H: DRAM 칩을 쌓은 단수
HBM4와 HBM4E 자료는 어떻게 비교할까?
HBM4의 8Gb/s 규격 기준과 제조사가 공개한 고속 제품 수치를 먼저 구분한다. 표의 2.048TB/s가 모든 HBM4 제품의 성능 상한이라는 뜻은 아니다.
2026년 10월 확인한 삼성전자 제품 안내에는 HBM4 최대 3,300GB/s와 HBM4E 핀당 최대 16Gb/s, 16단 최대 64GB가 제시돼 있다. 이는 해당 제조사의 공개 사양으로, 모든 업체의 제품이나 모든 고객 시스템에 그대로 적용되는 공통 보장값은 아니다. 세부 값은 삼성전자 HBM 제품 안내에서 확인할 수 있다.
HBM 세대별 차이를 실제 가속기 성능으로 연결하려면 장착한 스택 수와 동작 속도도 확인한다. 여러 스택의 대역폭을 더한 가속기 전체 수치를 한 스택의 값과 비교하면 차이가 과장된다. 같은 범위와 단위로 맞춘 뒤 용량, 전력 조건, 작업 특성을 함께 살핀다.
대역폭이 커져도 AI 작업 시간이 같은 비율로 줄어든다고 단정할 수는 없다. 실제 성능은 연산 자원과 데이터 이동, 소프트웨어 활용 방식에도 영향을 받기 때문이다. 개발 사양 소개와 양산 제품의 공급 여부도 별도 항목으로 읽는 편이 정확하다.
마치면서
전송률 예시를 기준으로 초기 HBM은 스택당 128GB/s, HBM3E는 약 1,229GB/s이며 HBM4는 데이터 폭이 2,048비트로 넓어졌다. HBM4를 8Gb/s로 계산한 2,048GB/s와 제조사 고속 제품 수치는 구분해야 한다. HBM 세대별 차이는 대역폭만이 아니라 칩 용량과 적층 수, 가속기에 장착한 스택 수도 함께 봐야 드러난다. HBM4E를 포함한 공개 자료 역시 비교 범위와 동작 조건을 맞춰 읽는 것이 중요하다.
[안내드립니다] 이 글은 2026년 10월 확인한 기술 자료와 제조사 공개 사양을 정리한 내용입니다. 표의 대역폭은 명시한 전송률의 이론값이며 실제 제품의 성능과 공급 상태는 제조사 및 가속기별 최신 자료를 확인하시기 바랍니다.