인텔, QLC SSD 시장 점유율 80% 넘본다… 내년 144단 양산
인텔, QLC SSD 시장 점유율 80% 넘본다… 내년 144단 양산
  • 김주연 기자
  • 승인 2019.09.26 21:17
  • 댓글 0
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플로팅게이트 구조로 수명 문제 해결… 5비트 낸드 개발 시사
롭 크룩(Rob Crooke) 인텔 수석 부사장 겸 비휘발성 메모리 솔루션 그룹 총괄이 '인텔 메모리&스토리지 데이 2019'에서 기조연설을 하고 있다./인텔
롭 크룩(Rob Crooke) 인텔 수석 부사장 겸 비휘발성 메모리 솔루션 그룹 총괄이 '인텔 메모리&스토리지 데이 2019'에서 기조연설을 하고 있다./인텔

인텔이 메모리 업계에서 무시할 수 없는 경쟁주자로 부상했다.

옵테인 메모리로 차세대 메모리 열풍을 불러일으킨 데 이어 내년 144단 쿼드레벨셀(QLC) 3D 낸드플래시도 양산한다. 단수 경쟁에서는 경쟁사에 밀리지만 밀도와 용량으로 승부하겠다는 전략이다.

인텔은 26일 서울 JW 메리어트 동대문에서 열린 ‘인텔 메모리&스토리지 데이 2019’ 행사에서 내년 1024Gb 144단 QLC 3D 낸드를 양산할 계획이라고 밝혔다.

오는 4분기에는 96단 QLC 3D 낸드를 출시한다. 

롭 크룩 인텔 비휘발성 메모리 솔루션 그룹 총괄 수석부사장은 기조연설에서 “QLC 낸드는 저렴한 가격에 TB급 고용량 솔리드스테이트드라이브(SSD)를 개발할 수 있는 솔루션”이라며 “144단 낸드가 출시되면 QLC SSD 중 최소 80%가 인텔 제품이 될 것”이라고 말했다.

 

QLC는 셀을 4개로 쪼개 각 영역의 전하량을 측정, 데이터를 0과 1로 구분한다. 단위 셀에 더 많은 데이터를 넣을 수 있지만, 그만큼 데이터를 찾는 데 오랜 시간이 걸리고 수명도 짧다./마이크론
QLC는 셀을 4개로 쪼개 각 영역의 전하량을 측정, 데이터를 0과 1로 구분한다. 단위 셀에 더 많은 데이터를 넣을 수 있지만, 그만큼 데이터를 찾는 데 오랜 시간이 걸리고 수명도 짧다./마이크론

낸드는 셀 하나에 얼마나 많은 용량의 데이터를 저장할 수 있는지에 따라 싱글레벨셀(SLC)·멀티레벨셀(MLC)·트리플레벨셀(TLC)·QLC로 나뉜다. 순서대로 셀 하나에 1비트, 2비트, 3비트, 4비트를 저장한다. 즉, 같은 크기의 셀에 더 많은 데이터를 저장할 수 있는 셈이다.

하지만 셀을 여러개로 쪼개면 그만큼 원하는 데이터를 찾는 데 오랜 시간이 걸린다. 마치 서랍에 연필 1개만 있을 때와 연필 4개가 있을 때 특정 연필을 찾으려면 모든 연필을 살펴봐야하는 것처럼 말이다. 수명이 짧다는 것도 단점이다. 

이같은 이유로 인텔을 제외한 낸드 제조사들은 TLC 낸드를 주력 제품으로 내세운다. 삼성전자가 지난 8월 출하한 136단 V낸드도, SK하이닉스가 6월 양산하기 시작한 128단 4D 낸드도 모두 TLC다.

하지만 클라우드처럼 프로세싱 성능보다 대용량 스토리지가 중요한 영역에서는 QLC가 다른 낸드보다 총 소유비용(TCO)을 줄일 수 있는 솔루션으로 꼽힌다. 

다른 메모리 업체들은 TLC 낸드 개발에 몰두하고 있어 QLC 낸드 개발은 뒷전이고, 개발은 해도 양산을 하지 않는 경우가 허다했지만 인텔은 달랐다. 이에 현재 QLC SSD 시장에서 인텔의 점유율은 50%에 육박한다. QLC 업계의 ‘삼성’ 같은 셈이다.

 

▲(왼쪽부터 시계방향)플로팅게이트 구조, 2D CTF 구조. 3D CTF 구조./삼성전자
▲(왼쪽부터 시계방향)플로팅게이트 구조, 2D CTF 구조. 3D CTF 구조./삼성전자

여기에 인텔의 3D 낸드는 2D 낸드에서 쓰였던 플로팅게이트셀(Floating Gate Cell) 구조라 수명 문제에서 보다 자유롭다. 삼성전자·SK하이닉스·마이크론·도시바 등 4개사의 3D 낸드는 차지트랩플래시(CTF) 구조다.(KIPOST 2018년 11월 5일자 <제각각이던 낸드 4개사 3D 낸드 구조, CTF로 모였다> 참고)

플로팅게이트셀은 도체인 플로팅게이트에 전하를 가둬 데이터를 저장한다. 층고가 높아질수록 공정이 어려워지고 셀 간 간섭 현상(Cross talk)을 막기가 어렵지만, 수명은 길다. 

셀 안에 있는 전하량을 구분하려면 0으로 읽는 전하량과 1로 읽는 전하량 사이에 이를 구분할 수 있는 리드 윈도우(Read window)가 필요한데, CTF 구조는 리드 윈도우가 플로팅게이트 구조보다 짧다. 시간이 지날수록 리드윈도우가 짧아진다는 점을 감안하면, CTF 구조는 전체 수명이 짧을 수밖에 없는 셈이다.

인텔은 자체 개발한 소재로 플로팅게이트셀 구조의 셀 간 간섭 현상도 해결했다.

롭 크룩 수석 부사장은 “144단 낸드에서는 지금까지의 낸드보다 더 많은 성능 개선을 이뤄냈다”며 “셀 하나에 5비트를 저장하는 기술도 개발 중”이라고 말했다.



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