삼성전자 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)가 이번에 발표한 연구는 이러한 한계를 넘어설 새로운 방향을 제시한다. 강유전체와 산화물 반도체를 결합한 낸드플래시 구조를 통해 셀 스트링(Cell String) 동작에서 기존 대비 전력 소모를 최대 96% 절감할 수 있는 가능성을 확인한 것이다.

*강유전체: 자발적 분극 변화를 통해 정보 저장이 가능한 물질
*산화물 반도체: 낮은 누설전류로 기존 실리콘의 한계를 극복할 수 있는 채널 물질
*셀 스트링(Cell String) 동작: 낸드플래시에서 여러 셀이 직렬로 연결된 구조를 통해 데이터를 읽고 쓰는 방식

특히 삼성전자 SAIT와 반도체연구소 소속 연구진 34명이 공동 저자로 참여한 순수 사내 연구 개발 성과라는 점에서도 의미가 크다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지 네이처(Nature)에 ‘Ferroelectric transistors for low-power NAND flash memory’라는 제목으로 게재되며 기술적 완성도와 혁신성을 인정받았다.

약점이 강점이 되는 순간, 산화물 반도체의 숨겨진 구조에 주목하다

기존 낸드플래시는 셀에 전자를 주입하는 방식으로 데이터를 저장한다. 저장 용량을 늘리려면 셀의 개수, 즉 적층 단수를 늘리는 방식이 필수적이다. 그러나 직렬로 연결된 셀들을 순차적으로 거쳐 신호가 전달되는 낸드플래시의 구조적 특징 때문에 적층이 높아질수록 읽기·쓰기 전력 소모도 함께 증가하는 한계가 있었다. 그동안 강유전체 기반 차세대 낸드플래시에 대한 연구가 수차례 제안되었지만, 용량 증가와 전력 효율 저하의 상충관계는 여전히 해결되지 못한 과제로 남아있었다.

삼성전자 SAIT 연구진은 이 문제의 실마리를 산화물 반도체의 고유 특성에서 찾았다. 일반적으로 문턱 전압 제어의 한계로 고성능 소자에서는 약점으로 여겨졌던 이 특성이, 강유전체 기반 낸드플래시 구조에서는 오히려 기존 대비 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있는 요소로 작용한 것이다.

*문턱 전압: 트랜지스터가 켜지기 시작하는 전압

연구진은 산화물 반도체의 고유 특성을 강유전체 기반 낸드플래시와 융합해 기존 대비 셀 스트링(Cell String) 동작에서 전력 소모를 최대 96% 절감할 수 있는 핵심 메커니즘을 세계 최초로 규명했다. 현존 최고 수준인 셀당 5비트(bit)의 고용량을 확보하면서 전력 소모를 기존 대비 낮출 수 있는 가능성을 검증한 것이다.

기존 낸드플래시 구조에서는 한계로 여겨졌던 부분들이 물질 개발과 구조적 이해를 통해 새로운 가능성으로 전환된 것이다.

데이터센터부터 모바일까지 확장되는 초저전력 스토리지의 미래

해당 기술이 상용화되면 대규모 AI 데이터센터부터 모바일·엣지 AI 시스템까지 다양한 분야에서 전력 효율을 크게 높일 수 있을 것으로 기대된다. 전력 소모가 감소하면 데이터센터 운영 비용 절감에 기여할 수 있으며, 모바일 기기에서는 배터리 사용 시간을 늘리는 효과를 기대할 수 있다.

이번 연구의 제1저자인 삼성전자 SAIT 유시정 연구원은 “초저전력 낸드플래시의 구현 가능성을 확인하게 되어 뿌듯하다”라며, “AI 생태계에서 스토리지의 역할이 더욱 커지고 있는데, 향후 제품 상용화를 목표로 후속 연구를 추진할 것”이라고 밝혔다.

AI 시대가 요구하는 저장 장치의 기준은 점점 높아지고 있다. 이번 연구가 보여준 진전은 스토리지 기술의 다음 단계를 향한 의미 있는 발걸음으로, 향후 후속 연구의 확장도 기대해 본다.

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스마트폰이 아닌 컴퓨터가 우리의 가슴을 설레게 했던 시대가 있다. 바쁜 아버지를 졸라 찾아간 세진컴퓨터랜드와 용산 전자랜드에서 처음 SSD를 경험하고 느꼈던 희열을 기억한다. D램과 함께 메모리 시장을 양분하는 낸드플래시로 만들어진 데이터 저장장치 말이다.

SSD가 등장하기 전까지 우리는 저장장치의 속도와 관련해 플래터가 물리적으로 얼마나 더 빠르게 회전할 수 있으며, 얼마나 적은 소음을 구현할 수 있는지를 두고 제품의 기술력을 논하곤 했다. 일반 모델은 초당 3,600회를 회전하고, 중급형은 5,600회, 그리고 7,200회 이상을 회전하면 고급형 모델이라는 세분화된 공식 같은 이야기들이 아직도 기억에 남아있다.

이 시장을 조금 더 잘 아는, 이른바 “컴퓨터 고수” 격의 친구들은 인터페이스(마더보드와 연결된 장치 간의 연결 규격)를 이야기했다. 당시 모두가 일반적으로 사용하던 IDE(Integrated Drive Electronics) 방식이 아닌 병렬 컴퓨팅을 지원하는 SCSI(Small Computer System Interface)라는 방식으로 넘어가면 또 새로운 차원의 속도를 경험할 수 있었지만, 몇 배가 넘는 돈을 지급해야 했던 기억이 난다.

나름 세세한 기준들로 엄격히 구분되던 저장장치 시장에서 자못 세밀하고 엄격했던 그때의 그 질서들은, 2000년대를 넘어서며 조금씩 무의미한 것이 되기 시작했다. 그 배경에 있는 사건이 바로 낸드플래시로 만들어지는 저장장치, ‘SSD(Solid State Drive)’의 등장이다.

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미성숙 기술의 시장 진입 과정

SSD는 Solid State Drive의 약자로, 디스크가 회전하지 않는 저장 장치를 뜻한다. 따라서 사실 SSD 자체가 낸드플래시를 반드시 포함하는 개념은 아니다.

실제 1970년대에 등장한 초창기의 SSD는 낸드플래시가 아닌 램을 기반으로 만들어졌다. 당시 군용 또는 항공 우주 분야에서 사용되던 램 기반의 SSD는 저장 용량에 비해 너무 고가였고, 무엇보다 휘발성 메모리인 램을 기반으로 만들어졌기 때문에 전원 공급이 끊기면 데이터를 잃어버리는 관계로 상용화하기 어려웠다.

물론 당시 게임팩 등에서 활용되던 EPROM이나 EEPROM과 같은 또 다른 반도체 기반의 저장매체가 존재했지만, 문제는 용량이었다. 이 반도체 기반의 저장매체들은 마그네틱 방식의 저장매체들에 비해 속도는 빨랐지만, 용량 확보가 극도로 어려웠던 탓에 반도체는 캐시나 메인 메모리에 주로 활용되고, 자성을 활용하는 플로피 디스크나 하드디스크는 저장매체로 양분되는 시장 환경이 만들어졌다.

그러다 1980년대가 되자 도시바(TOSHIBA)에서 낸드플래시를 개발하며, 전원이 끊겨도 저장이 가능한 반도체 기반의 저장매체를 개발할 수 있는 길이 생겼다. 인텔(Intel), 마이크론 테크놀로지(Micron Technology), 샌디스크(SanDisk)와 같은 기업들도 도시바를 따라 이 거대한 시대의 흐름 속에 기회를 포착했다. 이처럼 당시에는 미국과 일본의 반도체 기업들이 미래를 이끌 차세대 기술로서 SSD를 낙점하고, 패러다임 전환을 준비하였다.

머지않아 삼성전자를 비롯한 대한민국의 반도체 기업들이 함께 이 SSD 시장에 진입하였고, 마침내 반도체 기반의 저장장치들이 시장 점유율을 본격적으로 끌어올리기 시작했다.

마그네틱 디스크를 물리적으로 회전시키고, 마그네틱 헤드를 통해 데이터를 읽고 쓰는 하드디스크와 다르게, 전자의 입출입을 통해 저장하는 낸드플래시에서는 회전 등을 위한 물리적 장치가 필요 없었다. 그 덕분에 고속 회전에서 발생했던 소음 문제도 완벽히 사라졌다. 이와 같은 장점들과 함께 SSD는 시스템의 물리적 무게와 부피 저감을 가능하게 해주었으며, 무엇보다 하드디스크에 비해 더 강력한 성능을 제공하며, 시장은 천천히 SSD를 중심으로 개편되어 갔다.

여기서 복기해 볼 한 가지 포인트는 서버 시장에서는 여전히 HDD가 선호되었다는 점이다. SSD가 컨슈머 시장을 완벽히 점령한 이후에도 서버 시장에서는 HDD 기반 저장장치가 주류였다. 컨슈머 시장보다 고성능이 중요한 서버, 데이터 시장에서 HDD가 선호되었던 이유는 하드디스크와 SSD의 세대 전환기에 나타났던 이 미성숙 기술의 시장 진입 과정을 이해할 필요가 있다.

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낸드플래시로의 슈퍼 이끌림

이들이 최초로 시장 진입을 노리던 이때, 일각에서는 낸드플래시의 미래에 회의론을 제기하는 일들이 많았다.

기본적으로 상용화 초기 이 낸드플래시 기반의 SSD는 하드디스크에 비해 비싼 가격과 쓰고 지우는 용량에 제한이 있다는 점 때문에 초기 시장 진입에 큰 장애물로 작용했다. 때문에 데이터의 안정적인 보관이 그 어느 영역보다 중요한 서버 시장에서는 SSD가 활용되지 못했다.

여기에 최초의 시장 진입을 용이하게 하기 위해 SSD는 하드디스크의 인터페이스를 그대로 활용했다. 이러한 이유로 SSD가 가진 속도의 장점이 일부 상쇄되었고, 대단히 빠르지도 않은데 가격만 비싼 기술처럼 인식되기도 했다. 하지만 *웨어 레벨링의 적용, 캐싱 메커니즘과 컨트롤러 기술의 발전, 여기에 PCIe와 NVMe와 같은 고성능 인터페이스의 적용 등을 통해 낸드플래시는 하드디스크와 차별화된 성능을 온전히 증명할 수 있게 되었고, 점차 시장의 주류 기술로 진입하게 된다.

*웨어 레벨링(Wear Leveling): 모든 셀이 고루 사용되도록 하여 SSD의 수명을 연장시키는 기술

그렇게 SSD의 시대가 도래하고, 기업 간의 경쟁은 더 높은 용량을 갖는 낸드플래시를 더 싸게 제조하는 방법으로 옮겨가게 되었다. 이 단계에서 저장 용량의 상승을 가져온 획기적인 두 가지 방향의 진화가 있었다. 3D 낸드(V낸드)와 멀티 레벨 셀(Multi Level Cell)이 그것이다.

메모리 용량은 결국 동일한 공간 안에 더 많은 메모리 셀을 집적하는 과정이다. 작은 방 속에 어떻게든 많은 메모리 셀을 넣는가에 몰두하던 낸드 업계는 셀을 수직으로 쌓아 올리는 3D 낸드를 등장시키며, 동일 면적에서 셀 공간을 기하급수적으로 증대시킬 수 있었다. 그리고 이 3D 낸드와 함께 저장공간의 비약적인 증대를 가져왔던 또 하나의 중요한 진화가 멀티 레벨 셀로의 진화이다.

낸드플래시에서 데이터는 셀 안에 들어있는 전하의 양을 통해 기록된다. 셀 안의 전하가 비어 있으면 1, 꽉 차 있으면 0과 같은 식으로 전하의 양을 통해 상태를 두 가지로 구분해 데이터를 저장했던 것이 초창기 낸드플래시의 기록 방식이다.

멀티 레벨 셀(MLC)은 싱글 레벨 셀(SLC)의 두 가지 상태(0과 1)를 네 가지 상태(00, 01, 10, 11)로 늘려 용량을 두 배로 증가시킨 기술이다.  물론 용량 증가는 속도 저하와 수명 감소를 수반한다. 따라서 멀티 레벨 셀 기술의 성공은 단순히 셀을 네 가지 상태로 나누어 용량을 증대시켰다기보다는 상용화에 충분한 수준의 내구성, 수명, 속도의 개선 등을 갖추었다는 것에 가깝다. 이는 웨어 레벨링과, 캐싱 메커니즘, 그리고 컨트롤러의 발전 등이 트리플, 쿼드 등을 포함하는 멀티 레벨 셀로의 진화 과정을 이해하기 위해 반드시 고려되어야 한다.

이후 3D 낸드와 멀티 레벨 셀 기술은 발전에 발전을 거듭하였다. 전하 컨트롤 기술 역시 비약적으로 발전하며 싱글 레벨 셀(SLC)에서 멀티 레벨 셀(MLC)로 다시 트리플 레벨 셀(TLC)에서 쿼드러플 레벨 셀(QLC)로 진화하며 이제 하나의 셀 안에서 무려 16개의 상태를 구분하는 시대를 맞이했다.

재미있는 것은 그렇게 되면서 이제 하드디스크 용량보다 오히려 SSD 용량이 더 커지는, 이른바 기술 분기점이 만들어지고 있다는 것이다.

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eSSD, 최후의 영역

서버, 데이터센터 시장은 특히 AI 시대의 도래와 함께 초고용량 솔루션에 대한 소구가 더욱 커지고 있다. 이러한 배경 속에 낸드플래시는 초고용량의 장점마저 그들의 것으로 만들며, 하드디스크가 마지막까지 사수하던 서버 데이터센터 시장의 초고용량 섹터까지 추가적인 외연을 확장해 가고 있다.

하드디스크 진영의 초고용량 서버용 솔루션은 주로 20테라바이트급의 솔루션들이다. 하드디스크는 30테라바이트급이 최고 사양임에 비해, SSD 진영은 32테라바이트급의 솔루션들을 앞세워 고성능 컴퓨팅 및 AI 시장을 빠르게 선점하고 있다.

속도의 SSD, 고용량의 HDD라는 공식이 깨지고, SSD 용량이 하드디스크 용량을 넘어서는, 90년대에는 상상하기 어려웠던 역전의 세계가 시장에 펼쳐지고 있는 것이다.

마침내 낸드플래시가 컨슈머 시장을 넘어 최후의 영역인 초고용량 서버, 데이터센터 시장까지 점령해 나가고 있는 지금, 새롭게 만들어지고 있는 AI 관련 수요들을 완벽히 흡수하며 상승 사이클로 진입한 낸드 시장의 모습이 반갑게 느껴진다.

물론 반대편에서 제기되고 있는 AI 고점론과, 공급 과잉에 대한 우려도 냉정히 들여다볼 시기이다. PC와 모바일을 비롯한 컨슈머 시장은 제조기업들이 미리 축적한 재고들이 소진되는 시간이 필요하고, 메모리 업계의 경쟁도 거세다.

하지만 초고층 낸드플래시의 등장과 저온 식각의 기술과 같은 신기술 도입을 통해 선두 기업들 역시 꾸준히 기술 장벽을 세워가고 있는 지금. AI 시대의 상승 동력들을 낸드플래시 시장이 향유해가는 모습 속에서 낸드플래시의 미래에 대해 더 큰 확신을 갖게 된다.

하이퍼스케일러들의 캐펙스(자본적 투자) 확장 기조가 유지되고 있고, AI 가속기 기업의 주력 제품이 출시될 2025년 1분기 말을 기점으로 추가적인 상승 동력이 이 낸드플래시 시장에 이어지게 될 것으로 예상된다.

조금씩 전해지고 있는 상승의 온기들이 오랜 시간 이어지길. GPU 혹은 연산 가속기만을 AI 시대의 주인공으로 여기는 요즘이지만. 메모리 반도체 역시 이 새로운 시대의 주인공 중 하나라는 인식이 통용되는 2025년을 기대해 본다.

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※ 본 칼럼은 외부 필진의 견해로, 삼성전자 DS부문의 공식 입장과 다를 수 있습니다.

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삼성전자가 업계 최초로 ‘1Tb(테라비트) TLC(Triple Level Cell) 9세대 V낸드’ 양산을 시작하며 낸드플래시 시장에서의 리더십을 공고히 했다.

* TLC(Triple Level Cell): 하나의 셀에 3bit 데이터를 기록할 수 있는 구조

삼성전자는 ▲업계 최소 크기 셀(Cell) ▲최소 몰드(Mold) 두께를 구현해 ‘1Tb TLC 9세대 V낸드’의 비트 밀도(Bit Density)를 이전 세대 대비 약 1.5배 증가시켰다.

* 비트 밀도(Bit density): 단위 면적당 저장되는 비트(Bit)의 수

더미 채널 홀(Dummy Channel Hole)제거 기술로 셀의 평면적을 줄였으며, 셀의 크기를 줄이면서 생기는 간섭 현상을 제어하기 위해 셀 간섭 회피 기술, 셀 수명 연장 기술을 적용해 제품 품질과 신뢰성을 높였다.

* 더미 채널 홀 (Dummy Channel hole): Cell Array에서 Plane을 구분하기 위해 만들어진 동작을 수행하지 않는 채널 홀

삼성전자의 ‘9세대 V낸드’는 더블 스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수 제품으로, ‘채널 홀 에칭(Channel Hole Etching)’ 기술을 통해 한번에 업계 최대 단수를 뚫는 공정 혁신을 이뤄 생산성 또한 향상됐다.

‘채널 홀 에칭’이란 몰드층을 순차적으로 적층한 다음 한번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술이다. 특히, 적층 단수가 높아져 한번에 많이 뚫을수록 생산효율 또한 증가하기 때문에 정교화∙고도화가 요구된다.

‘9세대 V낸드’는 차세대 낸드플래시 인터페이스인 ‘Toggle 5.1’이 적용돼 8세대 V낸드 대비 33% 향상된 최대 3.2Gbps의 데이터 입출력 속도를 구현했다. 삼성전자는 이를 기반으로 PCIe 5.0 인터페이스를 지원하고 고성능 SSD 시장을 확대해 낸드플래시 기술 리더십을 공고히 할 계획이다.

* Toggle DDR: 낸드플래시 인터페이스 규격으로, 1.0은 133Mbps, 2.0은 400Mbps, 3.0은 800Mbps, 4.0은 1.2Gbps, 5.0은 2.4Gbps, 5.1은 3.2Gbps의 입출력 속도를 지원
* PCIe(Peripheral Component Interconnect Express): 기존 SATA 전송 속도의 성능 한계를 극복한 고속 인터페이스 규격
* PCIe 5.0: 기존 PCIe 4.0 대비 대역폭이 2배로 커진 32GT/s를 지원하는 차세대 PCIe 통신규격

또 ‘9세대 V낸드’는 저전력 설계 기술을 탑재하여 이전 세대 제품 대비 소비 전력이 약 10% 개선됐다. 환경 경영을 강화하면서 에너지 비용 절감에 집중하는 고객들에게 최적의 솔루션이 될 것으로 기대된다.

삼성전자 메모리사업부 Flash개발실장 허성회 부사장은 “낸드플래시 제품의 세대가 진화할수록 고용량∙고성능 제품에 대한 고객의 니즈가 높아지고 있어 극한의 기술 혁신을 통해 생산성과 제품 경쟁력을 높였다”며, “9세대 V낸드를 통해 AI 시대에 대응하는 초고속, 초고용량 SSD 시장을 선도해 나갈 것”이라고 밝혔다.

삼성전자는 ‘TLC 9세대 V낸드’에 이어 올 하반기 ‘QLC(Quad Level Cell) 9세대 V낸드’도 양산할 예정으로 AI시대에 요구되는 고용량∙고성능 낸드플래시 개발에 박차를 가할 계획이다.

* QLC(Quad Level Cell): 하나의 셀에 4bit 데이터를 기록할 수 있는 구조

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어려운 반도체 용어를 알기 쉽게 소개해 주는 반도Chat의 네 번째 이야기! 오늘은 기나긴 디지털 여정을 획기적으로 단축해 주는 SSD에 대해 알아볼 시간이다.

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Map 1. HDD에서 SSD로! 저장매체 패러다임의 변화

‘HDD(Hard Disk Drive)’는 비휘발성 데이터 저장소 중 가장 오랜 시간 대중의 사랑을 받았다. 1950년대에 출시된 이후 지속적인 개발을 거쳐, 1990년대에는 개인용 컴퓨터의 핵심 부품으로 자리 잡기도 했다. 그러나 오늘날 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등 대부분의 전자기기에는 ‘SSD(Solid State Drive)’가 사용되고 있다. 이렇듯 시대별 보조 기억장치의 대표 주자로 자리했던 HDD와 SSD의 차이점은 과연 무엇일까?

1990년대 이후 대부분의 PC는 HDD라는 저장장치를 활용했다. HDD는 금속이나 유리로 만들어진 원형 판 ‘플래터(Platter)’와 바늘 모양의 ‘헤드(Head)’로 구성된 기계식 저장장치다.

HDD의 데이터 처리 방식은 LP판에 비유해 볼 수 있다. 턴테이블에 올려 회전시킨 LP판이 바늘로 홈을 읽어 음악을 재생하는 것처럼, HDD는 회전하는 플래터의 데이터를 ‘헤드’라는 바늘을 통해 읽고 쓸 수 있다. 이때 플래터의 회전 속도(RPM)가 빠를수록 데이터를 읽고 쓰는 속도가 함께 빨라져 HDD의 성능은 향상된다.

하지만 이는 곧 HDD의 성능 한계로 이어졌다. 물리적으로 돌아가는 모터 방식은 전력 소비와 발열, 소음 문제를 수반했고, 플래터 회전 속도의 한계 때문에 SSD 대비 데이터 처리 성능이 느렸다.

이 문제를 해결한 것이 바로 SSD다. SSD는 데이터를 반도체에 저장한다. HDD처럼 모터 방식의 구동 장치가 필요하지 않아 작동 시 열과 소음이 발생하지 않고 외부 충격으로부터 안전한 동시에 데이터 처리 속도가 획기적이다. 이러한 이유에서 스토리지 트렌드는 HDD에서 SSD로 변화했다.

HDD에서 SSD로 전환하는 데는 오랜 시간과 연구가 필요했다. SSD 기술 개발은 1970년대부터 시작되었지만, 높은 비용과 커다란 사이즈 문제 때문에 수년간 상용화에 어려움이 있었다.

이에 삼성전자는 2006년 32GB SSD를 장착한 PC를 선보였다. 그 당시 업계는 비용 및 개발 난항 등의 문제로 인해 일반 PC에도 플래시 메모리를 적용하지 못했다. 때문에 삼성전자가 출시한 노트 PC(SENS Q30 PLUS)와 울트라 모바일 PC(SENS Q1) 제품은 HDD가 없는 디지털 PC라는 새로운 시장을 여는 신호탄이 되었다.

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Map 2. SSD로 확장된 초고속 세상

SSD를 좀 더 이해하기 위해서는 플래시 메모리에 대한 이해가 필요하다. 플래시 메모리는 셀(cell)이라는 작은 단위로 데이터를 저장하는 기억장치이다. 이러한 플래시 메모리는 크게 낸드(NAND) 타입과 노어(NOR) 타입으로 구분된다.

노어 타입은 셀을 병렬로 배열하여 한 번에 여러 개의 비트를 읽을 수 있다. 각 셀의 주소를 반드시 기억하는 과정을 거쳐야 하기에 쓰기 속도가 느리지만, 데이터를 빨리 찾을 수 있어 읽기 속도가 빠르다.

반면 낸드 타입은 데이터 저장 단위인 셀을 직렬로 배열하여 한 번에 하나의 비트만 읽거나 쓸 수 있다. 한 블록 전체를 기록하기 때문에 쓰기 속도가 빠르지만, 직렬로 배열되어 읽기 속도가 느리다.

낸드 타입은 노어 타입과 비교했을 때 쓰기 속도가 빠르고 비용 측면에서 합리적이라는 장점이 있다. 더불어 기술 발달에 따라 낸드 타입의 읽기와 쓰기 속도 격차가 가파르게 좁혀졌다. SSD는 바로 이 낸드 타입 플래시 메모리를 사용한 디지털 방식의 데이터 저장장치다.

SSD는 어떻게 이런 성능을 갖출 수 있었을까? 쉽게 이해하기 위해 SSD의 구조를 면밀히 살펴보자. PC가 CPU, 메모리, 기억장치로 이루어진 것처럼, SSD 역시 CPU처럼 외부에서 들어온 명령어를 해석하고 처리하는 역할을 수행하는 컨트롤러, 데이터 저장을 위한 낸드플래시, 캐시메모리 역할을 하는 D램으로 구성되어 있다.

이때 낸드플래시는 데이터 집적도를 높여 용량을 늘려 주고, 컨트롤러는 인터페이스와 메모리 사이에서 데이터 이동을 제어하며 읽고 쓰는 순서를 정해 성능을 향상시킨다.

다시 말해, 하나의 PC 안에서 또 다른 컴퓨팅 시스템이 동작하여, 메모리를 더욱 빠르고 효율적으로 처리하는 셈이다.

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Map 3. SSD 초격차, 그 비결은?

이러한 초고속 고용량 SSD가 탄생하기 위해서는 낸드플래시에 수많은 데이터를 촘촘하게 담는 것이 핵심이다. 즉 동일한 공간에서 얼마나 조밀하게 많은 데이터를 저장할 수 있는지가 중요한데, 그 척도를 ‘집적도’라고 한다. 집적도는 용량과 직결되는 문제이기에 V낸드의 집적도를 높이기 위한 반도체 업계의 노력은 꾸준히 진행되었다.

플로팅 게이트(Floating Gate)와 CTF(Charged Trap Flash) 기술은 낸드플래시의 집적도를 높이기 위한 방향으로 활용되어 왔다. 그중 도체에 전하를 저장하는 플로팅 게이트는 2D 낸드플래시에 적용되었는데, 전기 회로가 미세화될수록 셀간 간섭이 심해지는 한계가 있었다. 이런 이유로 3D 낸드플래시에는 도체가 아닌 부도체에 전하를 저장하는 방식인 ‘CTF 기술’을 적용하고 있다.

삼성전자 반도체에서 개발한 ‘V낸드(Vertical Nand)’는 2D(평면) 낸드플래시의 한계에 봉착한 업계를 확장적 세계로 이끈 3D(수직) 낸드플래시 기술이다. V낸드에 대해서는 데이터를 ‘인구’, 데이터 저장소인 셀을 ‘집’으로 생각하면 쉽게 이해할 수 있다.

예를 들어 단독 주택이더라도 근방에 집과 인구가 많지 않다면 이웃과의 충돌이 거의 발생하지 않는다. 하지만 인구 밀도가 늘어나게 되면, 집들 간의 간격이 좁아지고 소음 등의 간섭 현상이 발생하게 된다.

3D V낸드는 이러한 간섭을 극복하고자 개발한 기술이다. 단독 주택을 아파트와 같이 수직으로 쌓아 올림으로써, 더 많은 인구가 상호 간에 간섭을 일으키지 않고 머무를 수 있게 되는 것이다.

여기서 데이터 간섭 현상을 대폭 감소하기 위해 삼성전자 반도체는 수직으로 쌓아 올린 층에 고속 엘리베이터 역할을 하는 통로, ‘채널 홀’을 뚫어 데이터 용량을 확보하면서도 처리 속도를 향상시키는 기술적 발전을 이뤄 냈다.

삼성전자의 V낸드 기술은 2013년 1세대(24단) V낸드를 시작으로 2014년 2세대(32단), 2015년 3세대(48단), 2016년 4세대(64단), 2018년 5세대(9x단), 2019년 6세대(1xx단), 2021년 7세대(176단), 2022년 8세대(200단 이상) 등 끊임없이 성장하며 대용량 초고속 SSD 시대를 여는 발판이 되었다.

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Map 4. 다양한 분야에서 활용되는 SSD

V낸드 기술이 적용된 SSD는 필요한 상황이나 기능에 따라 다양한 종류로 분류된다.

우선 사용처에 따라 보안 및 외부 충격을 대비한 ‘포터블 SSD’와 작고 가볍고 빠른 성능의 ‘PC&랩탑용 SSD’, 대용량의 데이터와 보안을 요하는 ‘기업용 SSD’로 나뉜다.

최근 삼성전자는 한 뼘 크기에 8TB 용량을 담은 포터블 SSD, ‘T5 EVO’를 출시했다. 이 제품은 외장 HDD 대비 3.8배 빠른 데이터 전송 속도와 최대 460MB/s 연속 읽기∙쓰기 성능을 제공한다. 특히 3.5MB 크기 사진 약 2백만 장 또는 50GB 크기 4K UHD 영화 160 편 이상을 저장할 수 있는 큰 용량은 대용량 파일, 고해상도 동영상, 사진, 게임 등 다양한 라이프 스타일에 맞게 자유자재로 활용 가능하다.

이외에도 풀HD급 4GB(기가바이트) 영화 1 편을 2초 만에 저장할 수 있는 초고속 포터블 SSD(Solid State Drive) ‘T9’을 출시하여 소비자용 SSD 시장을 선도해 나가고 있다.

SSD의 기능 측면에서는, 저장은 물론 연산까지 가능한 ‘Smart SSD’와 연속 쓰기가 많은 응용에 최적화된 ‘ZNS SSD’, 응답 속도가 10배 이상 빠른 ‘Z-SSD’로 나눌 수 있다.

다양한 종류처럼, 자유자재로 활용되는 SSD! SSD는 모바일 기기, 랩톱 컴퓨터&PC, 자율주행 자동차, 데이터 센터 외에도 게임, 영상 편집, 컴퓨터 그래픽 등 빠른 속도와 고용량을 요구하는 상황에서 사용되고 있다.

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Map 5. 내일을 향한 혁신, 삼성전자 반도체가 여는 메모리의 미래

지난 10월, 삼성전자 반도체는 ‘삼성 메모리 테크 데이 2023’에서 ‘Detachable AutoSSD(탈부착 가능한 차량용 SSD)’를 공개했다. 이 제품은 스토리지 가상화로 하나의 SSD를 분할해 여러 개의 SoC(System on Chip)가 사용할 수 있는데, 최대 6,500MB/s의 연속 읽기 속도와 4TB 용량을 제공한다. 탈부착이 가능한 차량용 폼팩터로 구현돼 성능도 손쉽게 업그레이드할 수 있다.

또한 서버 스토리지에서도 응용처에 따라 용량을 변화시키고, 페타바이트(Petabyte)급으로 확장할 수 있는 SSD를 곧 선보일 예정이다.

2020년 출하 기준 전 세계 서버용 HDD를 삼성전자의 최신 SSD로 바꾸면, 3TWh의 전력을 절감할 수 있다. 이는 21년 기준 서울 송파구 구민이 1년간 사용한 전력 사용량(약 2.85TWh)보다 많은 양이다.

최고 성능의 SSD를 개발하는 것에서 더 나아가, 지속가능한 미래를 위해 노력하고 있는 삼성전자 반도체! SSD 초고용량 경신을 통한 낸드 활로 개척 등 삼성전자가 주도한 스토리지 패러다임의 변화는 지금까지도 계속되고 있다.

우리 생활에 또 다른 가치를 부여하는 차세대 저장장치, SSD에 대해 보다 자세하게 알고 싶다면 인생맛칩 ‘SSD’ 편을 참고하길 바란다.

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기술의 발전은 세상의 변화 속에서 기회를 포착하고, 성공을 향한 의지와 끈기를 가진 사람들이 만들어 낸 혁신의 산물이라 할 수 있습니다.

삼성전자 메모리의 지난 시간 역시 집념을 담은 기술 혁신의 여정이었으며, 그 가운데 1993년부터 30년간 ‘Global No.1 메모리 솔루션 Provider’ 자리를 지켜오고 있습니다.

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패러다임의 전환, 새롭게 펼쳐질 메모리의 미래

메모리의 주요 응용처는 PC와 모바일에서 데이터센터로 이동했습니다. 그리고 최근 초거대 AI는 메모리의 새로운 응용처로 급부상하고 있습니다. 특히 PC와 스마트폰과 같이 사용자의 기기에서 AI를 구현할 수 있는 온디바이스 AI(On-device AI)가 확산되면서, 메모리 응용처는 더욱 확대될 것입니다.

이러한 흐름 속에서 메모리 반도체에 대한 요구사항도 변화하고 있습니다. 하이퍼스케일러^*가 제공하는 AI 서비스 종류가 다양해지고 그에 걸맞은 서비스를 제공하기 위해, 방대한 데이터를 빠르게 처리하면서 총소유 비용(Total Cost of Ownership)도 절감할 수 있는 고성능·고용량·저전력 메모리가 요구되고 있습니다. 동시에 하이퍼스케일러의 요구에 맞춘 차별화된 메모리가 필요해졌습니다.

*하이퍼스케일러(Hyperscaler): 대규모 데이터센터를 운영하는 기업

또한 데이터가 급격히 증가함에 따라, 메모리 본연의 기능인 데이터 저장뿐 아니라 연산 기능까지 추가로 요구되면서 메모리의 역할이 확장되고 있습니다. 즉, CPU와 GPU의 데이터 처리를 분담하는 새로운 메모리 솔루션이 필요한 시점입니다.

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내일을 향한 혁신, 한계를 뛰어넘는 메모리

메모리 사업은 같은 면적의 웨이퍼 내에서 더 큰 용량의 칩을 더 많이 만들 수 있도록 집적도를 향상하고, 첨단 생산 시설을 통해 규모의 경제를 달성하여 원가경쟁력을 확보하는 것이 굉장히 중요합니다. 과거 PC와 모바일 시대에서의 메모리 수요는 세트 제품의 ‘부품 비용(BOM Cost)’에 많은 영향을 받았고, 이러한 ‘부품 비용’ 중심의 수요 결정 구조가 지금까지 이어져 왔기 때문입니다.

변화하는 환경 속에서 삼성전자는 고부가 제품 공급과 원가경쟁력 확보라는 상반된 두 요구사항을 모두 만족시키기 위한 메모리 사업의 방향성을 꾸준히 모색했습니다.

답은 의외로 간단합니다. 삼성전자는 지난 30년간 고객이 원하는 제품을 공급해야 한다는 책임감으로 업계를 리드해 왔고, 이 원칙은 지금도 유효합니다. 즉 우선순위의 차이는 있지만, 고객은 기본적으로 고성능, 고용량, 저전력, 고객 맞춤형 그리고 원가경쟁력을 갖춘 제품을 원하기에, 우리는 이 요소를 모두 충족시킬 수 있는 제품을 개발해야 합니다.

물론, 쉽지만은 않습니다. 하지만 삼성전자는 ▲한계에 도전하는 기술 혁신 ▲선단 공정 및 고부가 제품 생산 비중 확대와 R&D 투자 강화 ▲고객, 파트너와의 강력한 협력 관계라는 세 가지 축을 기반으로 사업을 지속해 왔고, 앞으로도 이를 더욱 강화하여 업계를 선도해 나갈 것입니다.

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첫째, D램과 낸드플래시의 집적도를 극한의 수준으로 높여 나가고, 고객 맞춤형 제품을 포함한 차별화된 솔루션을 제안해 새로운 시장을 열어 갈 것입니다.

압도적 기술력으로 최고 수준의 집적도 구현

앞으로 다가올 10나노 이하 D램과 1,000단 V낸드 시대에는 새로운 구조와 소재의 혁신이 매우 중요합니다. D램은 3D 적층 구조와 신물질을 연구개발하고 있으며, V낸드는 단수를 지속 늘리면서도 높이는 줄이고, 셀 간 간섭을 최소화해 업계에서 가장 작은 셀 크기를 구현하는 당사의 강점을 지속 고도화해 나갈 것입니다. 또한, V낸드의 입출력(I/O) 스피드를 극대화하기 위해 신구조 도입을 준비하는 등 새로운 가치 창출을 위한 차세대 혁신 기술을 착실히 개발 중입니다.

이와 더불어, 현재 개발 중인 11나노급 D램은 업계 최대 수준의 집적도를 달성할 것입니다. 9세대 V낸드는 더블 스택(Double Stack) 구조로 구현할 수 있는 최고 단수를 개발 중으로, 내년 초 양산을 위한 동작 칩을 성공적으로 확보하였습니다.

차원이 다른 고성능, 고용량, 저전력 기술을 모두 담은 주력 제품군

최근 삼성전자는 업계 최고 용량인 32Gb DDR5 D램 개발에 성공했습니다. 향후 고용량 D램 라인업을 지속 확대하여 1TB 용량의 모듈까지 구현할 수 있는 솔루션으로 확장해 나갈 것입니다. 여기에 한 걸음 더 나아가, CMM(CXL Memory Module) 등의 새로운 인터페이스를 적극 활용해, 메모리 대역폭과 용량을 원하는 만큼 확장하는 미래를 꿈꾸고 있습니다.

HBM은 AI 시대에 고객에게 새로운 가치를 제공할 수 있는 핵심 제품 중 하나입니다. 2016년 삼성전자는 HPC 향 HBM2를 업계 최초로 상용화하며 HBM 시장을 본격적으로 개척했고, 이는 오늘날 AI 향 HBM 시장의 초석이 되었습니다. 그리고 현재는 HBM3을 양산 중이고, 차세대 제품인 HBM3E도 정상 개발하고 있습니다. 삼성전자는 앞으로도 다년간의 양산 경험을 통해 검증된 기술력과 다양한 고객과의 파트너십을 적극 활용하여, 최고 성능의 HBM을 제공하고 향후 고객 맞춤형 HBM 제품까지 확장하는 등 최상의 솔루션을 공급할 것입니다.

저전력 특화 제품인 LPDDR D램은 하이케이 메탈 게이트(High-K Metal Gate)^* 공정을 적용하여 고성능을 구현하는 동시에, 모듈 형태로 구현한 LPDDR5X CAMM^*2 솔루션으로 PC 시장은 물론 향후 데이터센터로 응용처를 확대할 계획입니다.

*하이케이 메탈 게이트: 누설전류를 최소화하기 위해 금속 소재 신물질을 게이트단에 적용하는 기술
*CAMM(Compression Attached Memory Module): LPDDR 패키지 기반 모듈 제품

신규 솔루션 발굴을 통한 메모리의 무한한 가능성 확장

메모리 병목현상 개선을 위해 데이터 연산 기능을 메모리 칩 내부 혹은 모듈 레벨에서 구현하는 PIM(Processing-in-Memory), PNM(Processing-near-Memory) 기술을 HBM, CMM 등의 제품에 적용하여, 데이터 연산 능력을 획기적으로 개선하는 동시에 전력 효율을 높이는 데 집중할 것입니다.

서버 스토리지 역시 응용처에 따라 용량을 변화시키고, 페타바이트급으로 확장할 수 있는 PB(Petabyte) SSD를 곧 선보일 예정입니다.

둘째, 미래 준비를 위해 고부가 제품과 선단 공정 생산 비중을 확대하고, R&D 투자를 강화하겠습니다.

삼성전자는 고부가 제품과 선단 공정의 생산 비중을 높이고, 초거대 AI 등 신규 응용처에 대한 메모리 수요에 적기 대응해 사업의 가치를 높이는 데 집중하고 있습니다. 이와 동시에 투자는 지속하면서, 수요 변동성과 메모리 제품의 긴 생산 리드 타임(Lead time)을 극복하기 위해 메모리 라인 운영을 고도화해 나갈 것입니다.

또한, 삼성전자 메모리 사업을 시작한 기흥캠퍼스에 첨단 반도체 R&D 라인을 구축하는 등 미래를 위한 투자를 이어 가도록 하겠습니다.

셋째, 고객과 파트너사와의 강력한 협력 관계를 구축할 것입니다.

고객, 파트너사와의 협력을 확대해 상품기획, 기술개발, 품질 전반에 걸쳐 새로운 제품과 시장을 개척할 것입니다. 예를 들어, 클라우드 서비스 및 세트, 칩셋, 소프트웨어 업체와 함께 제품 사양 정의 단계부터 시작해 데이터 전송 속도 지연 최소화, 대역폭 극대화 구현과 획기적인 전력 효율 향상 등 차세대 시스템과 응용에 최적화된 메모리 솔루션의 공동 개발을 확대해 나갈 것입니다.

동시에 D램과 낸드플래시의 혁신적(Disruptive) 기술 준비를 위해 소재, 장비 등 전 세계 파트너사와의 협력도 강화할 것입니다.

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다가올 미래를 위한 삼성전자 메모리의 도전

그간 삼성전자가 만들어 왔던 성과와 업적들은 실패를 두려워하지 않는 담대함과 반드시 이루고자 하는 간절함, 그리고 과감한 도전이 있었기에 가능했다고 생각합니다.

앞으로의 미래 사회는 더욱 복잡해질 것이며, IT 산업 발전에 따라 보다 다양한 제품과 새로운 서비스가 등장할 것입니다. 이에 삼성전자는 초일류 기술을 기반으로 지속적인 도전과 혁신을 통해 고객들과 함께 성장하며 더 나은 미래를 열어 갈 것입니다.

오는 10월 20일, 미국 실리콘밸리에서 개최되는 ‘삼성 메모리 테크 데이(Samsung Memory Tech Day) 2023’에서 삼성전자는 최신 메모리 반도체 기술과 제품, 그리고 미래 전략을 소개할 예정입니다. 삼성전자 메모리의 기술력으로 펼쳐질 우리 미래는 어떤 모습일지, 이번 행사를 통해 지켜봐 주시길 바랍니다.

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SSD(Solid State Drive), 왜 필요할까?

SSD가 컴퓨터의 데이터 처리 속도를 향상시켜 준다는 사실은 이제 많은 분들이 알고 계실 텐데요. ‘느려진 컴퓨터의 속도를 향상시켜주는 치트키’ 역할을 하는 SSD의 비밀, 무엇일까요?

이는 하나의 ‘컴퓨팅 시스템’을 이루고 있는 SSD의 구성요소 ‘컨트롤러, 낸드플래시, D램’에서 답을 찾을 수 있습니다. PC의 컴퓨팅 시스템을 구성하는 ‘CPU(중앙처리장치), 데이터 저장 메모리, 기억 장치’의 역할을 이들이 각각 수행하고 있기 때문이죠.

SSD가 이렇게 하나의 독자적인 컴퓨팅 시스템으로 작동하기 때문에 SSD를 장착한 컴퓨터는 두뇌 역할을 하는 손을 하나 더 가지고 있는 셈인데요. 뇌와 손이 각각 일을 하면 속도가 더 빠른 것처럼 SSD를 사용하게 되면 컴퓨팅 시스템의 명령 없이도 즉각적으로 데이터를 처리할 수 있어 좀더 빠른 속도로 컴퓨터를 사용할 수 있게 됩니다.

SSD의 성능과 가격의 핵심, ‘낸드플래시’

그렇다면 SSD를 구매할 때는 어떤 것을 고려해야 할까요? #반모 2탄에서도 언급한 적이 있는데요. 바로 ‘낸드플래시’ 입니다. 낸드플래시는 데이터 저장 방식에 따라 SLC(Single Level Cell), MLC(Multi Level Cell), TLC(Triple Level cell), QLC(Quadruple Level Cell)로 분류되는데요. 여기서 데이터를 ‘사람’, 데이터가 저장되는 셀을 ‘원룸’으로 비유하면 이해가 쉽습니다.

원룸을 혼자 쓰면 여럿이 사용하는 것보다 좋은 것처럼, 하나의 셀 당 저장하고 있는 비트가 적을수록 그 안에 있는 데이터의 활동 범위가 넓어져 속도가 빨라집니다. 속도는 셀 내 데이터 개수와 반비례하는데요. 가격은 속도에 비례해 올라간다는 점 기억해주세요. 다시 말해, SLC로 갈수록 속도와 가격은 높아지고, QLC로 갈수록 속도와 가격은 낮아지는 것이죠.

SLC는 가격이 높기 때문에 소비자용으로는 사실 거의 찾아볼 수 없는데요. 고성능의 SSD를 원한다면 MLC을, 많은 용량의 데이터 저장과 가성비가 중요하다면 TLC 또는 QLC를 선택하시기 바랍니다.

꼭! 맞는 SSD 선택을 위해 내가 확인해야 하는 스펙은?

나에게 알맞은 SSD를 선택하기 위해서는 어떤 점들을 확인해야 할까요? 먼저, 사용 목적이 무엇인지 생각할 필요가 있습니다. SSD의 스펙은 크게 ‘연속 읽기/쓰기 속도’와 ‘임의 읽기/쓰기 속도’로 나뉘어지는데요. 윈도우 운영체제가 주 사용 목적이라면, 임의 읽기/쓰기 속도의 단위(IOPS)를 확인하는 것이 좋습니다. 윈도우와 안드로이드 같은 OS(Operating System)에는 다양한 곳에 파일이 잘게 쪼개져 있는데, 다양한 곳에서 파일을 불러올 때 ‘임의 읽기’속도가 영향을 주기 때문입니다.

반면, 영화 등의 대용량 파일을 저장할 목적이라면 연속 읽기/쓰기 속도 단위(MB/s)를 살펴보는 것을 추천 드립니다. ‘연속 읽기’는 하나의 큰 파일을 연속적으로 불러올 때 필요하기 때문이죠.

지금까지 나에게 알맞은 SSD를 고를 때 살펴봐야 할 요소들을 알아봤는데요. 함께 정리한 SSD 지식을 토대로 좋은 선택할 수 있기를 기대합니다. 다음 #반모도 많은 기대해 주세요!

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컴퓨터를 빠르게 만드는 치트키! SSD의 핵심 구성요소

SSD는 메모리 반도체를 저장매체로 사용하는 차세대 대용량 저장장치입니다. 하나의 컴퓨팅 시스템으로도 볼 수 있는데요. PC가 CPU, 메모리, 기억장치로 구성되어 있는 것처럼 SSD 또한 PC의 CPU와 유사한 역할을 하는 컨트롤러(Controller), 데이터 저장용 메모리인 낸드플래시(Nand Flash), 캐시메모리 역할을 하는 D램(DRAM)으로 구성됩니다.

1탄에서 알아봤던 것처럼 SSD는 HDD의 한계를 뛰어넘어 압도적으로 빠른 속도와 넉넉한 저장 용량을 자랑하는데요. 여기에 가장 크게 기여하는 구성요소가 바로 ‘낸드플래시’와 ‘컨트롤러’입니다. 낸드플래시가 데이터 집적도를 높여 SSD의 용량을 높여주고, 컨트롤러는 데이터를 빠르게 읽고, 쓰고, 에러를 수정해 SSD의 성능을 높이기 때문이죠. 비유를 통해 설명하면, 낸드플래시가 책을 보관하는 ‘서재’, 컨트롤러가 책을 정리하는 ‘사서’에 비유할 수 있습니다.

삼성전자가 SSD 시장에서 독보적인 1위를 차지한 비결

삼성전자가 2006년부터 지금까지 14년 연속 세계 SSD 시장 점유율 1위를 기록하고 있다는 사실, 알고 계신가요? 이는 끝없는 혁신을 통해 SSD를 구현하는 핵심 구성품의 기술을 내재화했기 때문입니다. 특히 메모리반도체를 제어하는 컨트롤러는 제품 성능을 좌우하는 중요한 구성요소이기 때문에 자체 컨트롤러 기술을 보유하지 못한 SSD 제조사들은 뛰어난 기술을 지닌 컨트롤러 업체 잡기에 여념이 없었는데요. 삼성전자는 일찍이 컨트롤러 개발에 힘쓰며 기술 내재화에 성공했고 이는 세계 SSD 시장 점유율 1위를 차지하는데 중요한 원동력이 되었습니다. 낸드플래시 분야에서 독보적인 기술력과 세계 최대 생산량 및 시장 점유율을 자랑할 뿐만 아니라, 1992년 64M D램을 세계 최초로 개발하며 메모리 반도체 D램 시장 점유율 1위를 지금까지 수성하고 있는 것 역시 큰 몫을 하고 있고요.

초격차 기술로 ‘넘사벽’ SSD 개발

삼성전자는 2006년 세계 최초로 SSD를 상용화한 이후 기업용 서버 시장에서 SSD 채용을 확대해 나갔습니다. 또한, 프리미엄 노트북 시장 형성과 함께 노트북에도 SSD 탑재 비중을 크게 늘리고, 소비자용 SSD를 출시하며 SSD의 대중화를 이끌기도 했죠.

지난 9월에는 역대 최고 성능의 차세대 소비자용 SSD ‘980 PRO’를 출시하기도 했습니다. 전작 ‘970 PRO’ 대비 속도를 무려 2배나 높이면서 안정성까지 갖춰 PC, 워크스테이션, 콘솔게임기에서 탁월한 성능을 원하는 전문가와 일반 소비자를 위한 최고의 제품으로 등극했죠.

삼성전자는 앞으로도 고성능 SSD의 한계를 끊임없이 돌파하며 ‘Flash Memory No.1’ 브랜드답게 최고의 제품으로 소비자들에게 새로운 경험을 선사할 계획입니다.

지금까지 대용량 저장매체 SSD의 핵심 구성요소에 대해서 알아봤습니다. SSD는 PC처럼 하나의 컴퓨팅 시스템을 갖췄다는 점을 다시 한번 강조하며, 다음 #반모(반도체 모임)에서 다시 찾아뵙겠습니다.

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낸드플래시는 SSD(Solid State Drive)의 핵심 역할인 저장을 담당하고 있어, 지난번 내용의 연장선상에서 이해하면 좋습니다. 그럼 지금부터 낸드플래시의 종류와 특성을 비유를 통해 쉽게 알아볼까요?

데이터가 살고 있는 방, 셀(Cell)

낸드플래시의 종류와 특성을 쉽게 이해하기 위해서는 먼저 우리가 저장하는 데이터와 그 데이터가 저장되는 공간인 셀(Cell)에 대한 이해가 필요합니다. 데이터는 ‘사람’, 셀은 ‘반도체 속 작은 방’이라고 생각하면 쉬운데요. 이 경우 데이터를 저장했다는 것을 셀이라는 작은 방에 데이터라는 사람이 입주하게 된 것으로 볼 수 있습니다.

그렇다면 저장된 데이터를 읽어내는 과정은 어떻게 이해하면 될까요? 이는 반도체 속 작은 방에 거주하고 있는 사람이 몇 명인지 파악하는 작업으로 생각하면 됩니다. 작은 방안에 거주하는 사람이 많을수록 인원수를 파악하는 데 시간이 오래 걸리는 것처럼, 셀 안에 저장되어 있는 데이터의 양이 많으면 많을수록 데이터를 읽는 속도는 느려 질 수밖에 없겠죠.

비유로 쉽게 이해해보는 낸드플래시의 종류

이제 낸드플래시의 종류에 대해 알아보겠습니다. 낸드플래시는 데이터를 저장하는 방식에 따라 SLC(Single Level Cell), MLC(Multi Level Cell), TLC(Triple Level cell), 그리고 QLC(Quadruple Level Cell) 4가지 종류로 나뉘는데요.

먼저, SLC(Single Level Cell)는 ‘싱글’이라는 이름처럼 하나의 데이터가 ‘1’ 또는 ‘0’의 형태로 하나의 셀에 저장되는 방식입니다. 원룸을 혼자 사용하는 개념이기 때문에 월세 즉, 가격은 비싸지만 사람의 거주 유무를 파악하는 데이터 처리 속도는 가장 빠릅니다.

MLC(Multi Level Cell)은 혼자 살던 원룸에 칸막이를 쳐, 두 명의 사람이 거주하는 형태인데요. 하나의 셀에 ‘00,01,10,11’ 등의 형태로 2개의 데이터가 저장되며, 하나의 방을 쪼갠 만큼 SLC보다는 저렴하지만 데이터 처리 속도는 SLC 대비 느린 편입니다.

TLC(Triple Level Cell)은 한 셀에 세 개의 데이터가, QLC(Quadruple Level Cell)는 한 셀에 네 개의 데이터가 저장되는데요. TLC와 QLC는 많은 양의 데이터를 저장할 수 있지만 한 방에 저장돼 있는 데이터가 많은 만큼 데이터 처리 속도가 SLC, MLC보다 상대적으로 느립니다.

그렇다면 여기서 질문! 속도가 가장 빠른 SLC가 최고 성능을 가진 낸드플래시라고 할 수 있을까요? 결론부터 말씀드리면, 그렇지 않습니다. 사용자에 따라 SSD 사용 목적이 다르기 때문입니다. SLC는 빠르지만 데이터를 한 셀에 한 개씩 저장하는 만큼 대용량화 하기에는 어렵고, 비싸다는 단점이 있습니다. 반면 QLC는 한 개의 데이터를 저장하던 셀을 4등분한 것이기 때문에 이론상 SLC보다는 4배 저렴하다고 볼 수 있죠.

따라서 아주 고성능의 SSD를 원한다면 SLC와 MLC의 낸드플래시가 탑재된 SSD를, 많은 용량의 데이터가 저장 가능하지만 경제적인 SSD를 원한다면 TLC나 QLC의 낸드플래시가 탑재된 것을 선택하는 것이 좋습니다.

간섭 현상을 줄이기 위한 고층 아파트 솔루션, V-낸드

지난 2013년, 삼성전자는 새로운 종류의 낸드플래시 양산을 시작했습니다. 바로 ‘3차원 V낸드’인데요. V낸드는 무엇이며 왜 필요했던 것일까요? 3차원 V낸드의 개념 역시 데이터를 ‘사람’, 셀을 데이터가 거주하고 있는 ‘집(원룸)’으로 생각하면 쉽습니다.

인구 밀도를 늘리기 위해 한정된 땅에 좁은 간격으로 집을 짓게 되면 소음 등의 문제가 발생하기 마련인데요. 평면구조인 낸드플래시 역시 성능과 용량을 높이기 위해 셀의 크기는 작게, 간격은 좁게 만들다 보니 데이터 간 간섭 현상이 심해졌습니다. 다른 집에서 에어컨을 틀면 우리집은 에어컨이 꺼지기도 하고, 옆집에서 TV 채널을 돌릴 때 우리집 TV 채널도 변하는 것처럼 말이죠.

삼성전자는 이러한 간섭을 줄이기 위해 단층으로 밀집해 있던 셀들을 고층 아파트처럼 수직으로 쌓아 올리는 방법을 고안했는데요. 이것이 바로 세계 최초의 3차원 셀 구조인 ‘V낸드’입니다. 삼성전자의 V낸드는 2013년 1세대 24단을 시작으로, 2019년 6세대 1xx단까지 쌓아 올렸습니다.

고층일수록 많은 사람이 살 수 있지만 일반 엘리베이터로 꼭대기까지 올라가기에는 시간이 오래 걸린다는 단점도 발생하는데요. V낸드 역시 초기에는 층수가 높을수록 데이터를 읽는 속도가 느려 질 수 있다는 문제가 있었습니다. 이에 삼성전자는 수직으로 쌓아 올린 층에 고속 엘리베이터 역할을 하는 ‘채널 홀’이라는 통로를 균일하게 뚫었고, 낸드플래시의 용량은 물론 속도까지 해결하는 결과를 이뤄냈습니다.

지금까지 낸드플래시의 종류에 대해 알아봤는데요. 데이터는 ‘사람’, 셀은 ‘데이터가 사는 집(원룸)’이라는 비유만 기억하고 있다면 어렵지 않겠죠? 다음 번 #반모(반도체 모임)에서는 어떤 반도체 개념이 기다리고 있을지 기대해주세요!

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5월 클린룸 공사 착수, 2021년 하반기 최첨단 V낸드 양산

삼성전자는 5월 평택 2라인에 낸드플래시 생산을 위한 클린룸 공사에 착수했으며, 2021년 하반기 양산을 시작할 계획입니다.

이번 투자는 AI, IoT 등 4차 산업혁명 도래와 5G 보급에 따른 중장기 낸드수요 확대에 대응하기 위함입니다.

특히 최근 ‘언택트’ 라이프스타일 확산으로 이런 추세가 더욱 가속될 것으로 예상되는 가운데, 삼성전자는 적극적인 투자로 미래 시장기회를 선점해 나간다는 전략입니다.

지난 2015년 조성된 평택캠퍼스는 삼성전자의 차세대 메모리 전초기지로서 세계 최대규모의 생산라인 2개가 건설됐습니다. 이번 투자로 증설된 라인에서는 삼성전자의 최첨단 V낸드 제품이 양산될 예정입니다.

삼성전자는 2002년 낸드플래시 시장 1위에 올라 현재까지 18년 이상 독보적인 제조, 기술경쟁력으로 글로벌 시장 리더의 자리를 지키고 있으며 지난 해 7월 업계 최초로 6세대(1xx단) V낸드 제품을 양산한 바 있습니다.

불확실한 경영환경에도 초격차 확대 전략

삼성전자 메모리사업부 전략마케팅실 최철 부사장은 “이번 투자는 불확실한 환경 속에서도 메모리 초격차를 더욱 확대하기 위한 노력”이라며 “최고의 제품으로 고객 수요에 차질없이 대응함으로써 국가경제와 글로벌 IT산업 성장에 기여할 것”이라고 밝혔습니다.

삼성전자는 국내에는 화성과 평택, 해외에는 중국 시안에 낸드플래시 생산라인을 운영 중이며 국내외 균형있는 투자를 통해 안정적인 글로벌 공급망을 유지하고 시장리더십을 더욱 강화할 예정입니다.

[참고] 삼성전자 V낸드 양산 연혁

•13.07월 1세대(24단) 128Gb MLC 3D V낸드 양산
•13.08월 1세대 128Gb MLC 3D V낸드 기반 960GB SSD 양산
• 14.08월 2세대(32단) 128Gb 3bit 3D V낸드 양산
•14.09월 2세대 V낸드 기반 SSD 양산
• 15.08월 3세대(48단) 256Gb 3bit 3D V낸드 양산
•15.09월 3세대 V낸드기반 SSD ‘850 EVO’, ‘950 PRO’ 런칭
• 16.12월 4세대(64단) 256Gb 3bit 3D V낸드 양산
•17.01월 4세대 V낸드 기반 SSD 양산
• 18.01월 4세대 512Gb V낸드 기반 30.72TB SAS SSD 양산
•18.05월 5세대(9x단) 256Gb 3bit 3D V낸드 양산
• 18.06월 5세대 V낸드 기반 SSD 양산
•19.06월 6세대(1xx단) 256Gb 3bit 3D V낸드 양산
• `19.07월 6세대 V낸드 기반 SSD 양산

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디지털 데이터를 구분하는 최소 단위는 bit라고 부른다. 데이터를 저장하는 하나의 셀(Cell)에 0과 1로 구분되는 1bit의 정보를 저장하는 SLC(Single Level Cell)와 00, 01, 10, 11로 구분되는 2bit의 정보를 저장하는 MLC(Multi Level Cell), 마지막으로 한 셀에 8가지로 구분되는 3bit의 정보를 저장하는 TLC(Triple Level Cell)로 나뉜다.

동일 공정의 경우 셀 1개를 구성하는 면적은 동일하지만 데이터 저장 방식에 따라 저장할 수 있는 데이터 용량과 응용처가 달라진다.

예를 들어, 64 bit 용량의 제품을 만들기 위해 하나의 셀에 1bit의 정보를 저장하는 SLC는 64개, 2bit의 정보를 저장하는 MLC는 32개, TLC는 22개의 셀이 필요하다.

SLC는 MLC나 TLC에 비해 작업이 단순하기 때문에 일반적으로 오류가 적고 속도가 빨라, 장기간 높은 신뢰성을 요구하는 자동차, 항공기 스토리지 등에 주로 사용된다.

MLC나 TLC는 SLC에 비해, 높은 속도 구현 등을 위한 기술적 난이도가 높아지나, 더 작은 공간만으로도 동일한 용량의 제품을 만들 수 있는 장점이 있다. 즉 한 장의 웨이퍼(Wafer)에 동일 용량기준으로 실제로 생산 가능한 칩의 숫자(Net die)가 증가해 원가 경쟁력이 높다. SLC를 비롯, MLC와 TLC는 차세대 대규모 데이터센터, 엔터프라이즈 서버, PC 등 다양한 분야에서 사용되며, 각 응용분야에서 요구되는 사용 규격에 맞춰 속도 및 내구연한 등 보증한도를 정하고 있다.

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■ 3차원 V낸드 기반 ‘2테라바이트 850 PRO & EVO ‘ 글로벌 런칭

업계 유일하게 V낸드를 양산하고 있는 삼성전자는 V낸드 기반 소비자용 SSD 라인업 ‘850 PRO’와 ‘850 EVO’ 의 2테라바이트 모델을 새롭게 출시하고 본격적인 고용량 SSD 시장 확대에 나섰습니다.

지난해 7월 세계 최초로 V낸드 기반 소비자용 SSD를 출시한 삼성전자는 이번 2테라바이트 모델 출시를 통해 전문가뿐만 아니라 일반 소비자들도 4K UHD 영상 편집 등 고사양의 작업을 더욱 편리하고 여유로운 컴퓨팅 환경에서 즐길 수 있게 됐다고 설명했는데요.

이번 2테라바이트 모델은 2세대(32단) V낸드플래시와 독자 개발한 고성능 전용 컨트롤러, 초절전 2기가바이트(GB) LPDDR3 D램을 탑재해 업계 최고 수준의 성능과 낮은 소비전력을 동시에 구현했습니다.

특히 ‘850 PRO’ 모델은 연속쓰기•읽기 속도가 각각 520MB/s, 550MB/s로 SATA인터페이스 최고 속도를 달성했고, 터보라이트 (TurboWrite) 모드에서는 시스템 성능에 가장 큰 영향을 주는 임의쓰기속도가 90,000 IOPS(Input Output Per Second)에 이릅니다.

또한 ‘매일 80기가바이트, 10년’의 사용 조건과 기간을 보증할 뿐만 아니라 업계 최고 수준의 보안 솔루션을 제공하며 V낸드 128개를 탑재했음에도 기존과 같은 7㎜의 두께의 2.5인치 알루미늄 케이스로 디자인해 높은 호환성을 유지한 것이 특징입니다.

■ 다양한 고용량 SSD라인업 출시로 V낸드 SSD 시장 주도

삼성전자 메모리사업부 브랜드제품마케팅팀 김언수 전무는 “지난해 삼성전자의 V낸드 기반 소비자용 SSD 출시를 통해 500기가바이트(GB) 이상 대용량 SSD 시장의 성장세가 더욱 빨라졌다”며 “이번 2테라바이트 모델 출시로 테라급 SSD가 시장의 메인 제품으로 자리잡게 될 것으로 기대된다 “고 말했습니다.

향후 삼성전자는 고용량 제품의 판매 비중이 높은 ‘mSATA’, ‘M.2’ 라인업에서도 대용량 모델을 출시함으로써 소비자용 SSD 시장에서 고용량 V낸드 SSD로 수요를 빠르게 확대시켜나갈 전망입니다.

또한 다양한 고성능 V낸드 SSD 라인업을 출시해 소비자에게 최고의 컴퓨팅 경험을 제공하고 이를 통해 글로벌 SSD 시장점유율을 지속적으로 높여나간다는 전략입니다.

■ 3차원 V낸드 기술을 적용한 ‘브랜드 SSD’ 라인업 (총 20개)

-850 PRO (2.5″ SATA SSD) : 2TB, 1TB, 512GB, 256GB, 128GB
-850 EVO (2.5″ SATA SSD) : 2TB, 1TB, 500GB, 250GB, 120GB
-850 EVO (mSATA SSD) : 1TB, 500GB, 250GB, 120GB
-850 EVO (M.2 SATA SSD) : 500GB, 250GB, 120GB
-T1 (Portable SSD) : 1TB, 500GB, 250GB

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8GB부터 16GB, 32GB, 64GB 그리고 128GB까지! 모바일기기에 탑재되는 낸드플래시 메모리의 진화는 계속되고 있습니다.

많은 사람들이 스마트폰과 같은 모바일기기를 통해 인터넷 서핑부터 셀피(selfie), 고화질 동영상 저장/감상까지 다양한 작업을 하면서 더욱 높은 성능의 모바일기기가 요구되고 있는데요. 그만큼 모바일 기기를 구성하는 반도체 부품, 그 중에서도 메모리 반도체의 성능이 더욱 중요해졌습니다.

스마트폰, 태블릿PC와 같은 모바일 기기는 일반적으로 eMMC(embedded Multi-Media Card)라는 내장메모리를 이용해 정보를 저장해왔는데요. 삼성전자는 지난 2월 세계 최초로 차세대 스마트폰에 탑재되는 업계 최대 용량의 128GB UFS 내장메모리를 양산하기 시작했습니다.

■ eMMC, 더 작고 슬림한 기기를 위한 메모리

eMMC(embedded Multi-Media Card)는 데이터 고속처리를 위해 모바일 기기에 내장하는 메모리 반도체인데요, 모바일기기의 보조 데이터 저장공간용으로 사용되는 탈착형 외장 메모리카드와 달리, eMMC(embedded Multi Media Card)는 컨트롤러와 낸드플래시 메모리가 패키지로 통합되어 제품에 내장되어 사용되는 메모리카드입니다.

모바일기기 업체들은 빠른 성능 구현은 물론 배터리 수명을 최대화 하기 위해 고성능·저전력 특성에 크기까지 작은 반도체 솔루션을 요구하고 있는데요, 삼성전자는 고사양 모바일 기기에 적합한 eMMC 솔루션을 제공해 많은 모바일기기 업체들이 차세대 시스템을 적기에 출시할 수 있도록 지원하고 있습니다.

특히 삼성전자는 이번 기존 eMMC 카드의 속도 한계를 뛰어넘는 프리미엄 UFS 라인업을 양산함과 동시에 기존 eMMC 내장메모리 규격인 ‘eMMC 5.0’보다 임의읽기 속도를 1.5배 높인 고성능 ‘eMMC 5.1’ 라인업도 양산에 돌입했습니다.

■ UFS가 선사할 보다 빠른 모바일 경험

UFS(Universal Flash Storage)는 차세대 초고속 플래시 메모리입니다. ‘UFS’는 국제 반도체 표준화 기구 ‘제덱(JEDEC)’의 최신 내장 메모리 규격인 ‘UFS 2.0’ 인터페이스를 적용한 제품인데요,

시스템 성능에 큰 영향을 미치는 임의읽기 속도가 외장형 고속메모리 카드보다 12배 이상 빠릅니다. 특히 ‘UFS’ 메모리는 SSD에서 사용중인 속도 가속 기능인 ‘커맨드 큐(Command Queue)’가 적용되었는데요,

커맨드 큐(Command Queue)는 내장 메모리카드의 성능 극대화를 위해 여러 입출력 데이터를 한번에 처리하는 기술로, 이를 적용해 기존 고성능 내장메모리(‘eMMC 5.0’)보다 2.7배 빠른 임의읽기 속도로 동작하면서도 소비전력은 절반 수준으로 낮출 수 있습니다.

또한 임의쓰기 속도는 외장 메모리카드보다 28배 빠른 14,000 IOPS를 구현해 스마트폰에서 초고해상도(UHD)의 컨텐츠를 보면서, 다른 여러 작업을 동시에 하더라도(멀티태스킹) 버퍼링 현상이 없어 더욱 스마트한 모바일 사용자 경험을 제공한답니다!

이는 사용자가 버퍼링 없이 고화질 동영상을 감상하고, 고사양 게임 또는 기타 작업을 즐길 수 있는 것인데요, 여러 개의 어플리케이션을 동시에 구동하면서 버퍼링 없이 파일을 업로드/다운로드할 수 있음을 의미합니다.

■ eMMC와 UFS, 어떻게 다른가?

UFS의 성능을 크게 향상시키는 데 기여한 두 개의 요소가 있습니다.

먼저, UFS엔 읽고 쓰는 별도의 전용 경로가 있는 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 직렬 인터페이스가 있습니다. 이를 통해 UFS는 동시에 읽고 쓰는 쌍뱡향 소통이 가능하죠. 반면 eMMC 병렬 인터페이스는 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있어 동시에 읽고 쓰는 것이 불가능합니다.

둘째, UFS는 실행해야 하는 명령어를 처리하는 커맨드 큐를 적용했습니다. 커맨드 큐는 여러 개의 명령어를 동시에 처리할 수 있고, 그에 따라 작업 순서도 변경되는데요. 그러나 커맨드 큐가 없는 eMMC는 한 가지 프로세스가 마무리된 후에야 다음 단계로 넘어갈 수 있습니다.

이 두 가지 요소가 결합 및 완성된 UFS 2.0은 eMMC 5.0 대비 연속 읽기 속도 1.4배, 연속 쓰기 속도 1.66배, 임의 읽기 속도 2.71배, 임의 쓰기 속도 1.07배를 향상시켰습니다.

■ 플래시 메모리의 진화

1984년 처음 등장 이후, 플래시 메모리는 지금도 많이 사용되고 있는 USB부터 디지털 영상처리와 모바일 경험을 좌우하는 SD카드와 마이크로SD 카드, 빠른 속도로 HDD를 대체하고 있는 차세대 저장장치 SSD, 모바일기기의 저장 용량을 좌우하는 eMMC에 이르기까지 많은 발전을 거듭했습니다. 삼성전자는 업계의 틀을 세우고 2002년부터 낸드플래시 메모리 시장을 주도하면서 업계 ‘최초’ 제품을 생산해왔는데요.

삼성전자는 반도체 기술 분야에서 20년 넘게 선두주자로 자리매김하면서 UFS 양산 체계를 갖춘 최초 업체이자 유일한 기업이 됐습니다. 이러한 UFS 솔루션은 업계에 거센 변화의 바람을 몰고 올 것으로 기대되고 있습니다.

앞으로도 소비자들의 편리하고 스마트한 모바일 라이프에 기여하기 위한 삼성전자의 노력은 계속될 예정인데요, 가까운 미래에는 또 어떤 혁신적인 기술들이 우리 눈앞에 펼쳐질까요?

☞ 삼성전자, 3비트 낸드플래시 기반 128GB 스마트폰용 내장메모리 양산
☞ 삼성전자, 세계 최초 스마트폰용 초고속 ‘128 기가바이트 UFS’ 양산

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■ 스마트폰용 3비트 낸드 기반 128GB 내장메모리(eMMC 5.0) 양산

삼성전자는 지난 2월 프리미엄 스마트폰용 초고속 ‘UFS(유에프에스, Universal Flash Storage)’ 메모리를 선보인 데 이어 내장스토리지 표준 규격인 ‘eMMC 5.0’을 적용해 고성능 3비트 내장메모리를 출시했습니다.

이번 스마트폰용 대용량 내장메모리 출시로 소비자들은 업계 최대 용량의 스마트폰을 더욱 쉽게 만나볼 수 있을 것으로 기대되는데요. 최근 프리미엄 스마트폰들의 내장메모리가 128기가바이트로 빠르게 전환되는 상황에서 삼성전자의 이번 양산을 계기로 128기가 메모리 탑재 비중이 크게 늘어날 것으로 보이기 때문입니다.

삼성전자는 향후 128기가바이트 내장메모리 라인업을 통해 모바일 메모리 시장의 성장세를 더욱 높이고, 3비트 낸드플래시 사업 영역을 기존 SSD 시장에서 모바일 기기용 내장메모리 시장까지 더욱 확대해 나간다는 전략입니다.

■ 3비트 낸드플래시로 스마트폰에 최적화된 성능 제공

이번에 출시한 128기가바이트 스마트폰용 내장메모리는 기존 고성능 메모리카드(90MB/s)보다 3배 가까이 빠른 초당 260메가바이트의 연속읽기 속도를 구현했습니다.

또한 이번 제품은 메모리카드 대비 10배 빠른 5,000 IOPS(아이옵스, Input Output Per Second)의 임의쓰기 속도와 4배 빠른 6,000 IOPS의 임의읽기 속도로 표준형 스마트폰에 최적화된 성능을 구현해 고해상도 동영상과 멀티태스킹 작업도 원활하게 처리할 수 있습니다.

삼성전자 메모리사업부 상품기획팀 이정배 전무는 “3비트 내장메모리 라인업으로 모바일 기기의 메모리 고용량화 트렌드를 주도할 것”이라며 “향후 성능과 용량을 더욱 높인 차세대 라인업을 선보여 모바일 고객사의 수요 증가에 차질 없이 대응해 나갈 것”이라고 강조했습니다.

☞ 삼성전자, 세계 최초 스마트폰용 초고속 ‘128 기가바이트 UFS’ 양산

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전 세계인의 이목을 집중시키며 화려하게 막을 내린 세계 최대 소비가전 전시회 ‘CES 2015(Consumer Electronics Show)’, 이번 CES 2015에서 삼성전자 DS부문의 반도체 제품 4개가 혁신상을 수상하는 영광을 차지했는데요, 오늘은 그 중에서도 단연 돋보이며 전세계의 뜨거운 주목을 받았던 화제의 주인공! T1을 소개해 드리려 합니다. 작고 가벼운데다 스타일리시한 디자인이 눈에 띄는 삼성전자 포터블 SSD T1의 상품기획/디자인/마케팅 담당 임직원을 만나 T1의 탄생 비화를 들어봤습니다.

■ 꼭 필요하지만 아무도 생각하지 못했던 것

기존의 외장하드는 크기도 크고 무거웠습니다. 그리고 파일을 읽고 쓰는 시간도 오래 걸렸습니다. 포터블 SSD T1은 업계에서 유일하게 삼성전자만이 생산하고 있는 3차원 V낸드플래시에 기반한 새로운 SSD 라인업입니다. 성능은 물론 크기와 모양까지 완벽하게 콤팩트해진 T1을 본 소비자들은 두 팔 벌려 이 놀라운 제품을 환영했습니다. 기존의 저장 매체들의 장점들이 집약된 새로운 차원의 제품이었기 때문이죠.

이 제품에 대한 콘셉트의 출발은 몇 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 많은 노력 끝에 제품에 대한 구체화에 가속도가 붙으면서 그 동안의 고민들이 빛을 발했고, 지금의 T1을 내놓을 수 있었다고 생각합니다. 스마트폰이 보급되고 빅데이터에 대한 이슈, 개인이 생성해 내는 데이터의 양들이 많아지면서 속도와 휴대성에 대한 요구가 생기기 시작했습니다. 이러한 시장의 변화와 요구에 포터블 SSD T1이 적합한 주인공이 될 수 있었다고 생각합니다

서정치 부장 / 삼성전자 브랜드제품마케팅팀

CES 2015 현장에 있었던 서정치 부장은 미국법인 팀 벡스터 법인장이 프레스 컨퍼런스 현장에서 T1을 꺼내든 순간이 아직도 생생하다고 이야기합니다. T1이 그 모습을 드러냄과 동시에 현장에 있던 글로벌 언론 매체들의 열정적인 플래시 세례가 쏟아졌는데요. 지금까지 선보였던 제품 중 가장 뜨거운 반응이 아닐까 기분 좋은 예감이 들었다고 합니다.

T1은 기존에 사용했던 저장 장치들의 단점을 보완하려고 노력했습니다. 많은 부분에서 눈에 띌 만 한 개선이 이뤄졌는데요. 그 중 하나가 바로 보안 영역입니다. SSD의 기술과 더불어 임직원들이 직접 개발한 보안 솔루션이 탑재되어있어 소중한 나의 자료들을 안심하고 맡길 수 있습니다.

T1은 기존에 사용했던 저장 장치들의 단점을 보완하려고 노력했습니다. 많은 부분에서 눈에 띌 만한 개선이 이루어졌는데, 그 중 하나가 바로 보안 영역입니다. 고성능과 더불어 개발에 참여한 많은 분들의 아이디어와 노력이 담긴 보안 솔루션을 통해 소중한 자료들을 쉽고 안전하게 휴대할 수 있습니다. 프로젝트가 진행되는 동안 많은 어려움이 있었지만, 함께 참여한 모든 분들의 노력 덕분에 제품 개발이 잘 마무리될 수 있었는데요, 이번 CES에서도 호응이 좋아 많은 보람을 느꼈습니다. 한국, 미국, 중국, 독일 등 15개국에서 판매를 개시하고 있는 만큼 많은 분들의 노력이 좋은 결과로 이어졌으면 좋겠습니다.

■ 기대 이상, 모두가 엄지를 치켜든 T1

CES 2015에서 혁신상을 수상한 T1은 빠른 처리 속도, 대용량 저장 공간뿐 아니라 스타일리시한 디자인과 휴대성으로도 각광을 받았습니다. 이 상은 CES 출품작을 대상으로 미국산업디자이너학회(IDSA)와 미국가전협회(CEA)가 공동으로 심사해 기술과 디자인이 우수한 제품에 주는 상인데요. 기능과 디자인 두 부분을 모두 만족시켜야만 받을 수 있는 왕관입니다.

멋진 옷을 입은 남성과 여성이 각각 셔츠의 포켓과 클러치백에서 T1을 꺼내는 모습의 광고 이미지는 스타일리시한 T1의 모습을 느낄 수 있게 했는데요. 보통 제품의 성능에 포인트를 두었지만, 이번에는 성능뿐 아니라 포터블, 스타일리시에 초점을 맞췄다고 합니다.

메모리 제품에 스타일리시를 강조하는 작업은 지금까지는 시도하지 않았던 접근 방식이라서 매력적인 작업이었습니다. 창의적인 작업을 추구하는 전문적인 제작자들, T1을 가장 필요로 할 사람들에게 ‘마이 포터블 포트폴리오’가 되어줄 것이라는 메세지를 전달할 예정입니다.

이민선 과장 / 삼성전자 브랜드제품마케팅팀

처음 기획 단계에서 가장 많은 고민을 한 부분은 ‘어떤 사용자들이 이 제품에 매력을 느낄까’ 입니다. 데이터를 많이 생성하는 창의적인 작업을 하는 사람들이라고 생각했어요. 보통의 외장하드는 윗면과 아랫면이 구별되었는데 T1은 앞 뒤 구별이 없습니다. 그리고 둥글게 곡선으로 되어있어 주머니에 넣어도 미관상으로도 아름답죠.

심형섭 책임 / 삼성전자 브랜드제품마케팅팀

심형섭 책임의 동생은 무거운 외장하드 여러 개를 가방에 넣고 다니며 굴비를 엮듯 USB메모리를 주렁주렁 가지고 다닌다고 합니다. 조감독 일을 하는 그의 동생은 고용량의 데이터를 늘 처리해야 했기 때문인데요. 심형섭 책임은 T1의 탄생으로 동생이 더 스타일리시한 일상을 즐길 수 있지 않을까 기대하기도 했습니다.

영상이나 데이터를 전문적으로 다루는 분야가 아니더라도 스마트폰, 카메라 등 쉽게 고용량, 고화질의 영상을 다룰 수 있는 요즘, 우리 아이의 성장 앨범이나 여행지에서의 추억 등 놓치고 싶지 않은 나만의 소중한 자료들을 T1에 차곡차곡 쌓아보는 건 어떨까요? T1의 등장으로 주머니 속에서 언제든 내 소중한 보물을 꺼내볼 수 있게 됐습니다.

글. 삼성전자 LiVE 이보나 기자

☞ 외장 HDD를 대체하는 트렌드 제안! 삼성전자, 스타일리시 포터블 SSD ‘T1’ 글로벌 런칭

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그렇다면, 3차원 수직구조 낸드플래시 메모리는 무엇일까요? 오늘은 영상을 통해 3차원 수직구조 낸드플래시 메모리의 원리와 구조를 함께 알아보겠습니다.

■ 기존 낸드플래시, 미세화 기술 한계에 봉착

플래시 메모리는 전원이 끊겨도 데이터를 보존하는 특성을 가진 반도체로, 크게 낸드플래시와 노어플래시로 구분됩니다. 낸드플래시는 스마트폰 스토리지 메모리나 SSD와 같이 대용량 데이터 저장용으로  사용되고, 노어플래시는 피쳐폰에서 구동 소프트웨어를 저장하는 저용량 스토리지 메모리로 사용됩니다.

좁은 면적에 더 많은 셀을 만들어 소형화, 대용량화된 낸드플래시는 다양한 모바일 기기 및 전자제품의 대표적인 메모리 저장장치로 사용되고 있습니다. 특히 낸드플래시는 우리 생활의 필수품으로 자리잡은 스마트폰에서 음악, 사진, 영상 등을 저장하는 역할과 HDD를 대체하는 SSD에 탑재되고 있습니다.

하지만 최첨단 10나노급 공정을 도입한 128기가비트(Gb) 낸드플래시가 개발된 이래, 공정이 미세화되면서 셀이 점점 작아지고 이웃한 셀과의 간격이 좁아지게 되었습니다. 이로 인해 전자가 누설되는 간섭 현상이 심화된 것입니다.

메모리 셀을 집에 비유하자면, 면적이 넓은 곳에 몇 개의 집만 지을 때는 건물도 크게 지을 수 있고, 이웃한 집 사이의 거리가 넓어 편하게 지낼 수 있습니다. 하지만 같은 면적에 많은 집을 지어야 한다면, 집도 작아지고 이웃한 집 사이의 거리도 가까워져 소음 문제 등 간섭 현상이 발생하는 것입니다.

극심한 간섭 현상으로 저장된 데이터를 판독할 수 없는 등 미세화 기술이 물리적 한계에 도달한 것이죠.  이렇게 물리적인 한계 극복이 어려워지면서 두 배 큰 용량인 256Gb 낸드플래시 개발 기간이 길어지고,  새로운 물질 개발 등으로 많은 개발 비용이 소요되면서 메모리 산업에 위기 상황이 나타났습니다.

이러한 문제를 극복하기 위해 단층구조의 집을 수십 층 아파트와 같이 수직으로 쌓아 올린 것이 ‘3차원 수직구조 낸드플래시’입니다. 층간 거리를 높여 이웃집 사이의 소음을 해결하고, 동일한 칩 면적 안에서 더 많은 집을 쌓을 수 있어 지속적으로 더 큰 집 지을 수 있습니다. 즉 간섭 효과 제거뿐 아니라 작은 집을 짓기 위한 기존의 미세화 기술로 경제적인 혁신 기술이 개발된 것입니다.

이렇게 기존의 물리적 한계를 극복한 ‘3차원 수직구조 낸드플래시’가 탄생하기까지, 획기적인 “구조 혁신”과 “공정 혁신”의 2가지 기술 혁신이 있었는데요. 먼저 낸드플래시 메모리의 구조 혁신에 대해 살펴볼까요?

■ 3D V-NAND 플래시 메모리의 ‘구조 혁신’

이전의 낸드플래시 메모리는 도체인 플로팅 게이트에 전하를 저장하는 ‘플로팅 게이트(Floating Gate) 구조’가 적용됐었습니다. 하지만 플로팅 게이트 방식은 10나노 이하 미세 회로에서 셀간 간섭이 심해지는 한계가 있었는데요. 2006년 삼성전자가 셀간 간섭 현상을 획기적으로 줄이기 위해 세계 최초로 부도체에 전하를 저장하는 ‘2차원 CTF(Charge Trap Flash) 구조’를 개발하면서 낸드플래시의 혁신이 시작됐습니다.

컨트롤 게이트(Control Gate) 하나로 구성된 2차원 CTF 구조는 플로팅 게이트처럼 높은 두께를 가진 것이 아니라, 부도체인 얇은 막에 전하를 보관하기 때문에 셀 높이가 대폭 낮아지고, 셀간 간섭이 작아 상대적으로 미세화가 더 용이합니다. 대용량화를 위해 이 2차원 CTF 구조를 입체 기술로 발전시킨 것이 바로 ‘3차원 원통형 CTF 셀 구조’입니다.

특히 ‘3차원 원통형 CTF 셀 구조’는 기존의 컨트롤 게이트를 직사각형이 아닌 원통형으로 만들어 셀 당 보유 전자 수를 극대화하고, 셀 간의 공간을 확보해 데이터 간섭현상을 대폭 감소시켰습니다.

컨트롤 게이트에 저장하는 전하를 더욱 빠르고 안정적으로 관리할 수 있게 된 것인데요, 단층으로 배열된 3차원 셀을 수직 수십 단으로 적층하면서도 데이터를 기록할 때, 기존 MLC 낸드플래시보다 소비 전력을 절반으로 줄였습니다. 또한 2배 더 빠른 속도를 구현하고 셀의 내구성을 10배나 높이는 등 독보적인 3가지 강점을 갖게 된 것입니다.

■ 3D V-NAND 플래시 메모리의 ‘공정 혁신’

3차원 수직구조 낸드플래시 탄생에는 획기적인 셀 구조 혁신인 ‘3차원 원통형 CTF 셀 구조’외에도 수직 적층 기술인 ‘3차원 수직적층 공정 혁신’이 있었기에 가능했는데요,

‘3차원 수직적층 공정’은 높은 단에서 낮은 단으로 한 번에 구멍을 뚫어 각 층마다 전극을 연결하는 ‘에칭(Etching)’ 기술과 각각의 홀에 수직 셀을 만드는 ‘게이트 패턴(Gate Pattern)’ 기술 등 획기적인 공정 혁신을 이루었습니다.

특히 각 단에 미세한 구멍을 뚫는 ‘에칭’ 기술은 3차원 원통형 CTF 셀 양산의 핵심 기술로, 수십 단으로 쌓은 셀 전체에 수십억 개의 구멍을 만드는 것입니다. 쉽게 말해 200미터 높이의 건물에서 옥상부터 바닥까지 5미터 지름으로 수십억 개의 구멍을 한 번에 뚫고, 각 층에 2개의 문으로 전자를 이동시킬 수 있는 양문 엘리베이터를 설치하는 기술에 비유할 수 있습니다.

이처럼 세계 최초 ‘3차원 수직구조 낸드플래시’는 반도체 기술의 한계를 극복했다는 점에서 큰 의미가 있습니다. 그 결과로 삼성전자는 지난 10년간 ‘3차원 수직구조 낸드플래시’를 연구하면서 300여건 이상의 핵심 특허를 개발해 세계 각국에 출원을 완료했는데요, 정말 놀랍지 않나요?

이 기술을 통해 삼성전자는 이제까지 불가능하다고 여겨졌던 고집적 1테라비트(Tb) 이상 낸드플래시를 개발할 수 있는 원천 기술을 확보하게 됐고, 지속적으로 낸드플래시 시장을 이끌어 나갈 새로운 패러다임을 제시한 것으로 평가받고 있습니다.

시장 조사기관에 의하면 세계 낸드플래시 메모리 시장은 올해 236억불에서 2016년 308억불로 크게 성장할 것이라고 하는데요, 발상의 전환으로 탄생한 혁신적인 삼성전자 3차원 V-NAND 메모리, V-NAND가 펼쳐 나가는 차세대 솔루션을 많이 기대해주세요~!

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컴퓨터가 등장한 이후 오랫동안 대표적인 데이터 저장 매체는 HDD(Hard Disk Drive)였습니다. 최근에는 클라우드 컴퓨팅 서비스 혹은 모바일 서비스가 늘어나면서 빠른 속도와 경제성을 제공하는 SSD(Solid State Drive)가 점차 중요한 기기로 자리잡고 있습니다.

얼마 전, SSD의 기술 발전과 활용 방안을 제시하는 ‘SSD Impact 2013′ 컨퍼런스가 개최되었는데요, 삼성전자를 대표해 변화하는 IT 트렌드와 삼성 SSD 기술에 대해 발표한 상품기획팀 이대현 수석을 만나 보았습니다.

■ 글로벌 IT 트렌드, 모바일 환경과 빅데이터의 중요성

“무선 인터넷망의 발달과 스마트기기의 대중화로 전 세계적으로 엄청난 양의 데이터가 생성되는 ‘빅데이터 시대’를 맞이하고 있습니다. 그만큼 방대한 양의 데이터를 처리하는 것이 매우 중요해졌습니다.”

과거 유선인터넷 기반 PC 환경에서 태블릿PC, 스마트폰 등 모바일 기기의 대중화로 언제 어디서나 무선인터넷망을 통해 데이터 주고 받을 수 있는 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 시대가 도래했습니다.

이대현 수석은 이렇게 발생하는 방대한 양의 데이터 저장과 관리, 그 저장공간에 대한 중요성이 점차 높아지고 있다는 점을 강조했습니다.

“데이터센터는 중요 정보를 보관하고 처리하는 역할을 하기 때문에 1년 365일, 24시간 전기가 공급됩니다. 방대한 양의 데이터만큼 전력소모와 그에 따른 비용도 엄청나기 때문에 ‘전기먹는 하마’라고 불리기도 합니다. 이 데이터센터의 한 공간은 수십에서 수백개의 서버들로 가득 차있고, 서버는 크게 CPU, 메모리 및 스토리지, 네트워크 등의 IT 장비와 기타장비로 구성됩니다.

데이터센터의 전체 소비전력 중 IT 장비들이 50% 이상을 차지하는데요, 특히 그 중 전력소모가 큰 메모리와 스토리지를 얼마나 효율적으로 운영하느냐에 따라 데이터센터와 서버의 성능 향상, 비용절감 정도가 좌우됩니다. 또한 이 장비들의 열을 식혀 주는 공기조절시스템(공조)도 매우 중요합니다. 그래서, 데이터센터의 전력을 효율화시키는 메모리 제품의 혁신이 필요한 것이죠.”

이 때문에 메모리와 스토리지의 소비전력을 줄여 비용을 절감할 수 있는 삼성전자 ‘Green SSD’ 기술이 더욱 부각되고 있다고 합니다. ‘Green SSD’에 대한 좀 더 자세한 이야기를 들어보았습니다.

■ 저전력과 고성능, 두 마리 토끼를 잡아라! ‘삼성 Green SSD’

“제품에 공급되는 파워를 높이면 성능은 좋아지지만, 그 만큼 열이 많이 발생해 전력소모가 커지게 됩니다. 이 때문에 성능은 높이지만 동시에 발열과 전력소모를 줄이는 것이 매우 중요합니다. 바로 저전력과 고성능, 이 두 마리 토끼를 잡은 것이 삼성전자 ‘Green SSD’입니다.”

‘Green SSD’의 고성능, 저전력 기술은 주로 SSD 내 탑재된 컨트롤러와 낸드플래시의 기술이 좌우한다고 하는데요.

“컨트롤러는 동작하지 않는 대기 상태에서도 어느 정도의 전력 소모를 필요로 합니다. ‘Green SSD’는 기존 제품 대비 대기 상태에서의 누수전류를 50% 감소시켜 전력소모를 줄일 수 있도록 설계됐습니다. 또한 낸드플래시의 경우 데이터를 송수신하는 핀의 전압을 45% 줄여 전력소모량을 함께 절감시킬 수 있도록 한 것입니다.”

누수되는 작은 전력까지 아껴 고효율을 달성하는 ‘Green SSD’의 저전력 기술에 대한 설명을 듣고 나니, 동시에 고성능을 발휘할 수 있는 비결도 궁금해졌는데요.

“컨트롤러 성능은 클럭(디지털 회로가 작동하기 위해 일정한 간격으로 전기적 진동을 주고받는 주기)을 약 1.5배 높였습니다. 낸드플래시의 경우 인터페이스 성능을 약 3배 끌어올려, 동작은 빨리하되 전력은  줄일 수 있는 접점을 찾은 것입니다.”

■ 고성능 SSD 시장의 새로운 트렌드, ‘PCI Express SSD’

“4차선 도로와 2차선 도로는 통행할 수 있는 차량의 수와 속도에서 차이가 날 수 밖에 없습니다. 데이터를 주고 받는 인터페이스 방식 중 현재 많이 사용되는 SATA가 2차선 도로라면, PCIe는 4차선 도로라고 볼 수 있습니다. 결국 SATA 환경에서는 SSD 성능을 극대화하더라도 인터페이스의 성능 때문에 속도 한계가 생길 수 있다는 이야기입니다.”

SSD 시장의 새로운 트렌드인 ‘PCI Express(PCIe, Peripheral Component Interconnect Express) SSD. ‘PCIe SSD’란 기존 SSD에 적용된 SATA 인터페이스의 데이터 전송속도의 한계를 극복한 PCIe 인터페이스 기반의 초고속 제품입니다.

“삼성전자가 PCIe 시장 진출을 먼저 준비하고 시장의 트렌드를 선도하고 있는 것은 매우 의미있는 일이라 생각됩니다. 이번에 업계 최초로 글로벌 컴퓨터 업체에 PCIe SSD를 본격 공급하게 된 것도 새로운 기술을 선점했기 때문입니다.”

■ 소프트웨어부터 시스템, 솔루션까지 통합적인 기술력!

“낸드플래시는 구조상 오래 사용하면 에러가 발생할 가능성이 커집니다. 그래서 오랜 시간 반복적으로 읽고, 써도 일정한 성능을 유지하는 ‘신뢰성’ 확보가 중요합니다. 삼성전자는 이 신뢰성을 높일 수 있는 다양한 기술과 노하우를 보유했기 때문에 지금의 경쟁력을 갖게 된 것이죠.”

이대현 수석은 낸드플래시 설계 외 전체 시스템에 대한 노하우와 솔루션을 확보해 삼성 SSD만의 더 높은 가치 창출을 위해 임직원 모두가 노력하고 있다고 덧붙였는데요.

“삼성전자는 낸드플래시 메모리, 컨트롤러, 펌웨어 등 모든 구성품의 기술을 확보하고 있는 전 세계 유일한 업체입니다. 그 만큼 이런 수직계열화를 통해 경쟁력을 확보하고 있는 것이죠. 제 앞으로의 바램은 많은 분들이 SSD하면 ‘삼성 SSD!’라고 외쳐 주시는 것입니다. 앞으로의 삼성 SSD의 활약, 많이 기대해주세요!”

이대현 수석은 하나의 혁신적인 제품을 개발하기 위해 노력했던 고뇌와 열정에 대한 이야기를 하자면 밤을 새도 모자랄 정도로 많은 에피소드가 많다고 합니다. 그런 땀과 노력들이 세계 시장을 주도하는 제품 탄생의 원동력이 된 것 같습니다. 앞으로도 삼성전자를 통해 더 많은 명품 SSD가 탄생할 수 있도록 여러분도 함께 응원해주세요. ‘삼성 SSD’ 화이팅!

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지난 5월 21일, 서울 삼성동 코엑스에서 제 20회 대한민국 멀티미디어 기술대상 시상식이 열렸습니다.
대한민국 멀티미디어 기술대상은 1994년 시작되어, 올해로 20회를 맞는 국내 최고 권위의 상입니다.

삼성전자는 이번 대한민국 멀티미디어 기술대상에서 ’85형 UHD TV ’85S9’로 대통령상을, ‘갤럭시S4’와 ‘SSD 840’ 시리즈로 미래창조과학부 장관상을 수상했습니다.

미래창조과학부 장관상 수상의 쾌거를 보여 준 삼성 SSD 840 시리즈는 세계 최초로 개발된 3bit MLC NAND 플래시 기반 제품으로 성능과 안정성, 합리적 가격까지 3박자를 모두 갖춘 제품입니다. 출시 이후 시장 주력 용량을 120GB에서 250GB로 두 배 확대했고 500GB 이상 대용량 시장확대로 SSD 대중화에 기여했다는 평을 받고 있습니다.

■ PC의 새로운 심장 삼성 SSD 840, 월드 IT 쇼에서 주목받다

코엑스에서 열리고 있는 ‘월드 IT 쇼 2013’에서도 제 20회 대한민국 멀티미디어 기술대상 수상작들에 대한 관심은 이어졌습니다. 그 중 85형 UHD TV와 갤럭시 S4, SSD 840까지 3개 제품을 수상한 삼성전자 부스에는 방문객들이 끊이질 않았습니다.

PC 밖에 꺼내 놓고 쓰는 외장하드 못지 않은 SSD 840의 디자인이 사람들의 눈길을 사로잡았습니다. 오렌지 컬러가 적용된 심플하고 참신한 디자인도 돋보이지만, 삼성 SSD 840 시리즈가 놀라운 진짜 이유는 바로 SSD 840에 적용된 기술력입니다.

3bit MLC NAND 플래시는 기존 MLC NAND와 비교해 특성상 고성능 SSD에 부적합하다는 평가를 받고 있었는데요. 이러한 기술적 한계를 극복하고 SSD 840이 탄생할 수 있었던 것은 개발 주역들의 피땀 어린 노력이 있었기에 가능했다고 합니다!

시상식이 끝난 후, 수상자인 삼성전자 안병진 상무와 SSD 840 개발팀을 만나 소감과 SSD 840 개발 스토리를 들어 보았습니다. 자신들의 자식같은 SSD 840 시리즈가 이렇게 큰 상을 받았다는 사실에 다들 기쁨을 감추지 못했는데요, 지금부터 SSD 840 개발자들의 이야기를 들어보실까요?

■ Interview : 삼성 SSD 840 개발팀

Q. 미래창조과학부 장관상 수상을 진심으로 축하 드립니다. 수상소감 부탁 드려요.

안병진 상무
우리 개발자들은 오랜 시간 동안 긴장 속에서 제품을 개발합니다. 그 암흑 속에서 우리가 개발했던 제품이 세상에서 인정 받았다는 사실이 굉장히 감동적이고 가슴이 벅찹니다. 또 수상 제품 중 SSD 840이 유일한 컴포넌트 제품이더라고요. 그런데도 당당히 다른 완제품들과 어깨를 나란히 했다는 것은 삼성전자의 독보적인 기술이 객관적으로 인정받았다는 의미입니다.

Q. SSD 840이 미래창조과학부 장관상을 수상할 수 있었던 요인은 무엇일까요?

안병진 상무
컨트롤러 기술, 소프트웨어 기술, NAND 플래시 메모리 기술 등 이렇게 전혀 다른 분야의 사람들이 만나 이룬 팀워크가 독보적인 경쟁력이었다고 생각합니다. 저희는 오랜 시간 동안 동고동락하면서 매일  개발 회의를 했습니다. 이런 기술 회의를 통해 문제 해결, 기술적 한계를 극복하고 새로운 아이디어를 도출하는 등 상호 협업 체계가 완벽했기 때문에 우리만의 차별화된 제품을 개발할 수 있었고, 또 이렇게 큰 상을 수상할 수 있었다고 봅니다.

또 삼성전자는 SSD 제품화에 필요한 핵심부품인 NAND 플래시, DRAM, 컨트롤러 및 소프트웨어까지 모든 핵심기술을 독자적으로 보유, 개발하고 있는 전 세계 유일한 기업입니다. 그렇기 때문에 다른 회사보다 높은 요소 기술을 바탕으로 ‘Advanced Flash Management Algorithm 기술’을 구현해 불가능으로 여겼던 3bit MLC SSD를 고성능 고신뢰성 제품으로 세계 최초 개발한 것이죠, 이러한 요인들이 현재 세계 스토리지 시장에서 SSD의 폭발적인 성장과 대중화를 선도할 수 있도록 한 것입니다.

Q. 각 분야별로 담당한 업무와 SSD 840만의 자랑을 해주세요.

정우성 책임 / 컨트롤러 개발팀
컨트롤러 개발팀은 제품 기획단계에서 이 제품이 어떤 모습이 되어야하는지 고민하는 것부터 개발을 시작합니다. 이를테면, 이 제품의 성능은 어느 정도가 되어야 할지, 시장에서 이 제품의 위치는 어느 정도일지 등을 고민하면서 제품의 기본 구조를 갖추는 반도체를 개발하는 일이라고 보시면 됩니다.

특별히 SSD 840 개발에서는 하드웨어 오토메이션을 많이 늘리고 저전력 달성을 위한 노력을 많이 했는데요. 이런 부분들이 수상에 많은 기여를 한 것 같습니다. 초절전 Green SSD라고 하는데, SSD 840이 세상이 깨끗해지는데 도움을 준 것 같아서 뿌듯하네요!

원순재 수석 / 컨트롤러 개발팀
컨트롤러 개발팀은 고성능, 저전력에 초점을 맞춰 개발했습니다. 단적인 기술적인 성과를 얘기하자면 지금 나오는 여타 SSD 신제품들 중 삼성 SSD 840 시리즈보다 고성능, 저전력을 구현한 제품은 없다는 것입니다. 그만큼 SSD 840 시리즈의 기술 완성도가 높다고 볼 수 있지요.

최현진 책임 / 소프트웨어 개발팀
SSD 840 시리즈는 세계 최초로 3bit MLC NAND 플래시를 탑재했습니다. 2bit는 성능이 좋은 반면, 가격이 비싸 대중화가 어려웠습니다. 처음에는 3bit MLC NAND 플래시로 SSD를 만든다는 것은 말도 안 된다는 반응이었습니다. 가격은 조금 줄어드는 반면, 수명과 성능이 줄어 상품성이 없었기 때문입니다. 하지만 삼성전자는 컨트롤러 및 소프트웨어까지 모든 핵심기술을 독자적으로 개발하고 있기 때문에 기술적 한계를 극복한 것이죠.

권성남 책임 / 소프트웨어 개발팀
SSD 840 제품 개발 초기 단계 때부터 SATA 6Gbps 인터페이스에서의 최고 성능으로 개발하자는 목표를 가지고 소프트웨어 설계를 시작했습니다. SSD 840은 이미 SATA 6Gbps 인터페이스 표준 한계성능을 달성했기 때문에 SSD 840보다 뛰어난 경쟁모델은 없다고 자신할 수 있습니다.

임동진 책임 / 솔루션 PE팀
솔루션 PE팀은 펌웨어가 컨트롤러와 잘 동작을 하는지 테스트를 하고 있습니다. 펌웨어와 컨트롤러의 최적의 조합과 성능을 찾는 일을 하는 것이죠. 한마디로 유저들이 사용할 수 있게 SSD의 완성도를 높여 가는 일을 하고 있다고 보시면 됩니다.

방효재 수석 / 솔루션 개발팀
솔루션 개발팀은 SSD에 탑재되는 컨트롤러, NAND, DRAM 외 각종 능·수동 소자를 구성하고 배치하는 역할을 담당합니다. 저희는 세 가지 목표를 가지고 있는데, 첫 번째 목표는 전력을 얼마만큼 낮출 것이냐, 두 번째 목표는 대중화를 위한 원가절감, 세 번째 목표는 소비자를 사로잡을 케이스 디자인 구상입니다. SSD 840을 보면 다른 SSD에 비해 성능 뿐 아니라 디자인까지도 세심하게 신경 썼다는 걸 느끼실 겁니다.

Q. 앞으로의 목표는 무엇인가요?

안병진 상무
올해 삼성 SSD는 스토리지 시장의 SSD 대중화와 대용량 시대를 주도하고자 합니다. 향후 더욱 더 강력하고 멋진 제품을 통해 모든 분들이 SSD를 사용하는 날이 왔으면 좋겠습니다. SSD가 또 한 번의 도약을 할 수 있도록 저희 개발 팀원들도 최선을 다하겠습니다! 삼성 SSD 화이팅!

인터뷰 내내 SSD 840을 자랑하는 SSD 개발팀의 눈빛에서 강한 자부심이 느껴졌습니다. 중간중간 지난 날의 감회에 젖는 듯한 모습을 보며 그 동안의 노력들을 짐작할 수 있었는데요. 많은 어려움을 극복하고 탄생한 제품이 비로소 가치를 인정받았을 때 개발자로서 가장 보람을 느낀다는 그들, 앞으로도 멋지게 도약하는 SSD 개발팀의 모습을 기대하고 응원하겠습니다!

The post 월드 IT 쇼 2013에서의 SSD 840의 활약! 대한민국 멀티미디어 기술대상 시상식 현장 first appeared on 삼성전자 반도체 뉴스룸.