플래시 메모리란? 낸드, SSD 종류 알아보기

플래시 메모리?

전기적으로 데이터를 지우고 다시 기록할 수 있는 휘발성 컴퓨터 기억 장치. EEPROM과 다르게 여러 구역으로 구성된 블록 안에서 지우고 쓸 수 있다. 대표적인 활용 예로 MP3, 디지털 카메라, 휴대폰, USB 드라이브를 들 수 있다.

플래시 메모리의 정의 및 특징:
- 전기적으로 데이터를 지우고 새로 쓸 수 있는 비휘발성 메모리
- 빠른 읽기/쓰기 속도와 낮은 전력 소비의 장점
- 주로 USB 드라이브, 스마트폰, SSD 등에 사용됨
플래시 메모리의 구조:
- 셀 구조: 트랜지스터로 구성된 메모리 셀
- 블록 구조: 여러 셀이 모여 하나의 블록을 이룸
- 페이지 구조: 블록 내에서 데이터 읽기/쓰기의 최소 단위
플래시 메모리의 동작 원리:
- 프로그래밍(쓰기): 셀의 부유 게이트에 전자를 주입하여 데이터 저장
- 소거: 셀의 부유 게이트에서 전자를 제거하여 데이터 삭제
- 읽기: 셀의 문턱 전압을 감지하여 데이터 확인
플래시 메모리의 장단점:
- 장점: 비휘발성, 빠른 속도, 낮은 전력 소비 등
- 단점: 수명 제한, 느린 소거 속도, 비용 높음 등

NOR 플래시 메모리:
- 랜덤 액세스가 가능한 메모리 구조
- 빠른 읽기 속도, 느린 쓰기/소거 속도
- 코드 실행에 적합한 메모리로 주로 임베디드 시스템에 사용
NAND 플래시 메모리:
- 순차 액세스가 주된 메모리 구조
- 빠른 쓰기/소거 속도, 상대적으로 느린 읽기 속도
- 대용량 저장에 적합하여 SSD, USB 드라이브 등에 사용
3D NAND 플래시 메모리:
- NAND 셀을 수직으로 적층하여 고밀도화한 메모리
- 기존 2D NAND보다 더 높은 용량과 성능 제공
- SSD, 스마트폰 등 다양한 분야에 적용되고 있음
eMMC (Embedded MultiMediaCard):
- NAND 플래시와 컨트롤러가 하나의 패키지로 통합된 메모리
- 스마트폰, 태블릿 PC 등 모바일 기기에 많이 사용
UFS (Universal Flash Storage):
- NAND 플래시와 컨트롤러가 통합된 고성능 메모리
- 빠른 속도와 낮은 전력 소비로 모바일 기기에 적합
- eMMC를 대체하는 차세대 메모리 표준

낸드가 서류더미를 아무렇게나 높이 쌓아둔것이라면, NOR은 서류에 색인을 붙여서 제대로 정리해둔 것에 비유할 수 있다.

Single-Level Cell (SLC) 플래시:
- 각 셀에 1비트(0 또는 1)의 데이터를 저장
- 높은 신뢰성과 내구성을 가지지만 용량이 상대적으로 낮음
- 산업용, 임베디드 시스템 등에 많이 사용
Multi-Level Cell (MLC) 플래시:
- 각 셀에 2비트(00, 01, 10, 11)의 데이터를 저장
- SLC에 비해 용량이 크지만 신뢰성과 내구성이 낮음
- 개인용 SSD, USB 드라이브 등에 많이 사용
Triple-Level Cell (TLC) 플래시:
- 각 셀에 3비트(000, 001, 010, ..., 111)의 데이터를 저장
- MLC보다 용량이 크지만 신뢰성과 내구성이 더 낮음
- 대용량 SSD, 메모리 카드 등에 많이 사용
Quad-Level Cell (QLC) 플래시:
- 각 셀에 4비트(0000, 0001, 0010, ..., 1111)의 데이터를 저장
- TLC보다 용량이 크지만 신뢰성과 내구성이 더 낮음
- 최근 등장한 고용량 SSD에 적용되고 있음

셀 레벨이 낮을수록 한 셀에 적은 BIT를 담는다. 한 셀에 많은 BIT를 담을 수록 세심한 조작이 필요하므로 읽기와 쓰기가 느려지고 에러 발생율이 올라간다.

3D NAND 기술은 셀을 더 크게 만들어서 더 많은 BIT를 담을 수 있도록 한다.