인텔 "낸드 적층 쌓는 플로팅 게이트, CTF보다 안정성 우위"

"QLC 넘어선 셀당 5비트 낸드 플래시도 개발중"

(지디넷코리아=권봉석 기자)"우리가 다단 QLC 낸드 플래시 적층에 이용하는 플로팅 게이트 방식은 오버헤드가 적고 면 밀도가 높다. 96단 QLC 낸드를 적용한 SSD가 올 4분기부터, 144단 QLC 낸드를 적용한 SSD가 내년부터 출시된다. 셀당 4비트가 아닌 5비트를 적용한 제품도 개발중이다."

26일 서울 동대문 메리어트 호텔에서 열린 '메모리&스토리지 데이'에서 인텔 프랭크 헤이디(Frank Hady) 박사가 이 같이 밝혔다. 프랭크 헤이디 박사는 인텔 비휘발성 메모리 솔루션 그룹 펠로우이며 인텔이 개발중인 차세대 비휘발성 메모리 반도체인 옵테인(Optane) 제품군 개발의 최고 책임자이다.

인텔이 26일 메모리&스토리지 데이에서 플로팅 게이트 관련 세션을 진행했다. (사진=지디넷코리아)

현재 삼성전자와 SK하이닉스 등 주요 반도체 회사들은 다단 낸드 플래시 메모리를 제조할 때 CTF(차지트랩플래시) 구조를 이용한다. 그러나 인텔은 자사의 플로팅 게이트 기술이 데이터 안정성은 물론 향후 120단 이상 다단 플래시 메모리 개발에도 더 유리하다고 주장했다.

■ "플로팅 게이트, 공간 낭비 없이 밀도 높인다"

이날 프랭크 헤이디 박사는 인텔이 다단 낸드 플래시를 생산하는 데 적용하는 플로팅 게이트와 CTF 구조를 비교하면서 "CTF 구조는 그동안 여러 연구를 많이 진행해 왔지만 데이터를 담는 셀에서 시간이 지나면서 전하가 새어나가 데이터 유지에 문제가 생긴다"고 주장했다.

또 "인텔은 플로팅 게이트 구조를 이용해 32단, 64단에 이어 현재 96단까지 적층 단수를 높여왔다. 먼저 쌓아 올리는 면의 밀도를 높이고 다음으로 플로팅 게이트를 이용해 플래시 메모리를 수직으로 쌓아 올렸다. 이를 통해 메모리 공간의 낭비가 없는 균일한 다단 플래시 메모리를 만들었다"고 덧붙였다.

인텔은 플로팅 게이트 기술을 통해 고밀도 다단 낸드 플래시 메모리를 만들 수 있다고 주장했다. (사진=지디넷코리아)

■ "데이터 기록 이후 장시간 지나도 더 안전하다"

프랭크 헤이디 박사는 "플래시 메모리에 전류를 흘려 비트 값을 바꾸는 프로그래밍(쓰기) 작업을 하면 전하가 유지되어야 한다. 문제는 TLC, QLC 등 저장하는 비트 값이 높아질수록 비트와 비트를 구분하는 리드 윈도우가 갈수록 좁아지고 적은 양의 전자 손실만 일어나도 읽기에 문제가 생긴다"고 설명했다.

인텔이 공개한 플로팅 게이트와 CTF간 데이터 보존 기간 그래프. (사진=지디넷코리아)

이어 그는 플로팅 게이트와 CTF의 전하 지속 시간을 나타낸 그래프를 예로 들며 "기록 이틀 후, 1년, 5년 등 시간이 지날수록 차이점을 확인할 수 있다. 인텔이 적용한 플로팅 게이트는 전하 손실이 적으며 CTF 방식은 시간이 지날수록 전하 유지 시간이 급락한다. 이는 이미 다른 학술지나 문헌에서도 지적한 바 있다"고 주장했다.

■ "96단 낸드 10월, 144단 낸드 내년 출시할 것"

현재 일반 소비자용 노트북에 탑재되거나 단품으로 탑재되는 SSD는 모두 한 셀당 3비트를 담는 TLC 방식이 주류다. 지난 해 하반기 인텔 등 일부 회사가 한 셀당 4비트를 저장하는 QLC 플래시 메모리 기반 SSD를 출시했지만 소비자들은 여전히 이에 만족하지 못하고 있다.

이날 인텔은 QLC 플래시 메모리가 TLC 플래시 메모리에 비해 안정성이나 성능 면에서 큰 차이가 없음을 강조했다.

프랭크 헤이디 박사는 "지난 해부터 1년 이상 QLC 플래시 메모리 기반 SSD를 판매해 왔다. 그 결과 수백만 개가 판매되었고 PC 제조사 등 OEM 업체도 이를 채택했다. TLC SSD에 비해 큰 차이가 없다"고 밝혔다.

96단 QLC 낸드 기반 SSD 665p 시제품. (사진=지디넷코리아)

지금까지 인텔이 출시한 QLC SSD는 64단 3D 낸드를 기반으로 한 2세대급 제품이다.

향후 제품 출시 계획에 대해 프랭크 헤이디 박사는 "인텔은 플로팅 게이트가 가지는 강점 중 하나인 면 밀도를 이용해 3세대급인 96단 플래시 메모리 기반 SSD를 올 4분기부터 출시할 예정"이라며 "또 144단 적층을 실현한 4세대 제품을 내년 출시해 업계 리더십을 점할 것"이라고 밝혔다.

권봉석 기자(bskwon@zdnet.co.kr)