V낸드란?

V-NAND는 Vertical NAND의 약자로 플래시 메모리에 사용되는 플래시 아키텍처를 말합니다. 삼성이 이를 특징으로 하는 첫 번째 제품을 만든 2013년 이후로 상업 제조에 사용된 비교적 최근의 개념입니다.

수직 NAND는 3D NAND라고도 하며 수직으로 쌓인 셀이 있는 메모리 스택이 특징입니다. 이를 통해 특정 칩 크기가 다른 경우보다 더 높은 비트 밀도를 가질 수 있습니다. 이는 메모리 셀이 2차원 매트릭스에서 관리되는 기존 버전인 2D NAND와 대조됩니다.

3D 스토리지의 장점은 매우 간단합니다. 동일한 면적의 단층 건물보다 고층 빌딩이 더 많은 사무실 공간을 포함할 수 있는 것과 마찬가지로 동일한 영역에 더 많은 스토리지 공간이 있습니다. 또한 매우 얇은 실리콘 칩 덕분에 여러 층을 서로 쌓아도 특별한 높이 문제가 발생하지 않습니다.

V낸드의 기본

V-NAND는 구조와 3D 모양 외에도 일반 NAND와 크게 다르지 않습니다. 핵심은 두 개( 때로는 그 이상 )의 입력과 하나의 출력으로 작동하는 논리 게이트입니다. 다중 NAND 게이트는 목적을 달성하기 위해 특정 방식으로 배열됩니다. NAND는 1980년대에 처음 개발되었으며 여전히 시장에서 가장 인기 있는 플래시 메모리 셀 유형입니다. 주요 경쟁자는 NOR 게이트입니다. 비슷한 구조이지만 NOR 및 NAND 셀은 다르게 작동합니다. 그들은 주어진 입력에서 출력을 생성하기 위해 다른 논리를 사용합니다. NOR 플래시의 회로 레이아웃은 몇 가지 장점과 단점을 제공하여 다른 사용 사례로 이어집니다.

NAND 게이트에 대한 입력은 항상 0 또는 1의 형태이며 항상 최소 2개가 있습니다. 상업적으로 하나의 게이트에 최대 8개의 입력을 찾을 수 있지만 표준은 2개입니다. 이 두 입력은 게이트의 진리표와 비교하여 확인되며 이를 기반으로 출력이 생성됩니다. NAND 게이트의 경우 결과( 다시 말하지만 0 또는 1 )는 얼마나 많은 입력이 1인지에 따라 결정됩니다.

모든 입력이 1이면 NAND 게이트는 출력으로 0을 반환합니다. 하나 이상의 입력이 0이면 출력은 상관없이 1입니다. 이것은 NOR 논리의 정반대입니다. 거기에서 모든 입력이 0이면 게이트는 1을 반환합니다. 어쨌든 입력이 1이면 출력은 0입니다.

최첨단 V-NAND

현재 이 기술은 8세대입니다. 2022년 11월 현재 가장 고성능인 버티컬 낸드플래시는 삼성의 1테라비트 트리플 레벨 셀 V낸드다. 지금까지 V-NAND 중 가장 높은 비트 밀도와 가장 높은 저장 용량을 제공합니다. 이 최신 세대의 플래시 메모리 셀을 구현한 직접적인 결과로 차세대 서버 시스템( 주요 용도 )은 더 작은 설치 공간으로 더 많은 스토리지에 액세스할 수 있습니다.

2D NAND에서 발견되는 단일 레이어 위에 추가 레이어를 늘리면 자연스럽게 용량과 성능이 향상됩니다. 2D NAND의 주어진 영역에 100개의 메모리 셀이 있다고 가정합니다. 예를 들어 V-NAND는 3개의 레이어를 서로 겹쳐 같은 공간에 300개를 저장할 수 있습니다. 그러나 최신 V-NAND는 수백 개의 레이어를 사용하여 저장 용량을 크게 늘립니다. 물론 여전히 한계가 있지만 3D NAND는 이전 2D 버전에 대한 실행 가능한 대안임이 입증되었습니다. 위에서 언급한 Tb 버전을 제외하고 현재 상용화된 대부분의 V-NAND 칩은 256Gb 또는 512Gb를 가지고 있습니다. 결국 기술 자체는 여전히 상대적으로 새롭습니다.

결론

V-NAND는 플래시 메모리 전용 기술입니다. 여기에는 계층 간 적절한 연결을 통해 NAND 메모리의 여러 다이를 서로 수직으로 쌓는 작업이 포함됩니다. 극적인 노드 개선 없이 동일한 설치 공간을 유지하면서 플래시 메모리 용량을 배가할 수 있습니다. 다이를 서로 쌓아 올리면 플래시 칩의 높이가 높아집니다. 그러나 각각의 다이는 충분히 얇기 때문에 전체 높이는 수백 개의 층이 있어도 여전히 무시할 수 있습니다.

이러한 저장 밀도의 현저한 증가는 저장 용량에 탁월합니다. 그러나 특히 하이퍼스칼라의 경우 밀도 증가는 특정 이점을 제공합니다. 스토리지 용량을 늘리면서 필요한 서버 랙 수를 줄이면 전체 전력 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다. 일반 NAND 메모리에 비해 V-NAND의 용량 이점으로 인해 NAND가 완전히 대체되었습니다.