인텔은 미국시간으로 지난 3월 26일, 마이크론(Micron Technology)과 협력해 세계 최고 수준의 고밀도 플래시 메모리인 3D 낸드 기술을 개발했다고 발표했다.

플래시는 가벼운 노트북, 빠른 데이터 센터, 그리고 핸드폰과 태블릿을 포함한 대부분의 모바일 디바이스 내부에 사용되는 저장 기술이다.

인텔과 마이크론의 합작품인 새로운 3D 낸드 기술은 데이터 스토리지 셀 레이어를 정밀하게 수직으로 적층해 경쟁업체의 낸드 기술 대비 3배 더 높은 저장용량을 제공한다. 이로 인해 보다 작은 공간에 더 많은 데이터 저장이 가능해 다양한 모바일 컨수머 디바이스뿐만 아니라, 요구 사항이 까다로운 엔터프라이즈 구축에 있어서도 획기적인 비용 절감과 전력 소모량 감소를 제공한다.

현재 메모리 업계는 평면형 낸드플래시 메모리가 실질적으로 확장의 한계치에 도달함에 따라 새로운 도전에 직면하고 있는 상황이다. 3D 낸드 기술은 MLC(Multi-Level Cell)와 TLC (Triple-Level Cell) 방식에 모두 활용 가능하며, 꾸준한 성능 향상과 비용 절감을 가져다 준 무어의 법칙을 적용함으로써 플래시 스토리지의 폭넓은 활용을 촉진시킨다.

인텔 비휘발성 메모리 솔루션 그룹 수석 부사장 겸 총괄 매니저 롭 크루크(Rob Crooke)는 “이번 3D 낸드 기술의 개발은 업계를 선도하는 혁신적인 비휘발성 메모리 기술을 시장에 제공하고자 하는 인텔과 마이크론의 끊임없는 노력을 보여주는 예”라며, “새로운 3D 낸드 기술 혁신으로 놀라울 정도로 향상된 집적도와 비용 절감 효과에 힘입어 컴퓨팅 플랫폼에서의 솔리드 스테이트 스토리지의 적용이 가속화될 것”이라고 밝혔다.

마이크론 메모리 기술 및 솔루션 담당 부사장인 브라이언 셜리(Brian Shirley)는 “마이크론과 인텔은 상호 협력 하에 업계 최고의 솔리드 스테이트 스토리지(solid-state storage) 기술을 개발해냈으며, 이 기술은 높은 집적도, 성능, 효율성을 제공해 그 어떤 플래시와 비교해도 월등한 품질을 자랑한다” 라며, “3D 낸드 기술은 궁극적으로 시장을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 현재까지 플래시는 스마트폰부터 플래시에 최적화된 슈퍼컴퓨팅까지 영향을 미쳐왔으며, 앞으로 이보다 더 광범위하게 활용될 것이다”이라고 말했다.

3D 낸드 기술의 가장 큰 특징은 기초 메모리 셀 그 자체에 있다. 인텔과 마이크론은 수년간 다량의 평면형 플래시 제조를 통해 개선이 이뤄져 폭넓게 활용되고 있는 플로팅게이트(floating gate cell) 셀을 사용했다. 3D 낸드에 플로팅게이트 셀을 적용한 것은 이번이 처음으로, 성능과 품질 향상 그리고 안정성을 가능하게 한 토대가 됐다.

새로운 3D 낸드 기술은 플래시 셀을 32 레이어로 수직으로 쌓아 표준 패키지에 적합한 256Gb MLC과 384Gb TLC다이를 만든다. 이를 통해 3.5 테라바이트(TB) 이상 용량의 껌 크기 SSD와 10TB 이상의 표준형 2.5인치 SSD 생산이 가능해졌다. 셀을 수직으로 쌓음으로써 용량이 확보되며, 개별 셀 차원은 더 커질 수 있다. 이는 성능과 내구성을 증가시키는 것은 물론, TLC 디자인을 데이터센터 스토리지에 적합하도록 만들어준다. 3D 낸드 디자인의 주요 특징은 다음과 같다:

(1) 대용량 : 현존하는 3D 기술 용량의 3배 – 다이 당 최대 48GB로, 손톱 사이즈 단일 패키지에 1테라바이트의 4분의3 용량이 가능

(2) GB당 절감된 비용 : 1세대 3D 낸드는 평면형 낸드에 비해 더 많은 비용 절감이 가능하도록 설계

(3) 속도 : 높은 읽기/쓰기 대역폭, I/O 스피드와 랜덤 읽기 성능

(4) 저전력 : 새로운 슬립(sleep)모드에서는 동일 패키지 내 활성화된 다이가 있더라도 비활성화 낸드 다이의 전력을 차단해 전력 소모를 줄이고, 대기(standby) 모드 시에도 전력 소비량을 현저하게 절감

(5) 스마트 : 혁신적인 새로운 기능으로 지연(latency) 감소, 이전 세대 대비 내구성 증가, 용이한 시스템 통합

한편, 3D NAND 256Gb MLC 버전은 파트너사와 개발 중이며, 384Gb TLC 디자인은 올 봄 후 공개될 예정이다. 팹 내 생산라인은 초기 개발을 시작했으며, 올해 4분기까지 본격적인 생산에 나설 것이다. 인텔과 마이크론 양사는 또한 3D 낸드 기술 기반 SSD 솔루션을 각각 개발 중이며, 제품은 내년 안에 선보일 계획이다.

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