디지털, 정보화 시대를 맞아 모든 정보가 디지털화되고 있는 가운데, 매일 생성되는 방대한 데이터 및 디지털 콘텐츠를 어떻게 관리, 저장 및 보호할 것인지에 대한 중요성이 증대되고 있습니다. 수요가 많은 데이터를 효율적으로 운용하기 위해서는 대용량 고밀도 스토리지가 필수입니다. 고용량 정보 저장 용도로 사용되는 낸드플래시는 저장 단위인 셀을 수직으로 배열하는 구조이기 때문에 좁은 면적에 많은 셀을 만들 수 있어 대용량화가 가능합니다.
낸드플래시는 크게 SLC (Single-Level Cell), MLC (Multi-Level Cell), TLC (Triple-Level Cell) 및 QLC (Quad-Level Cell) 4가지 종류로 나뉩니다. (하기 그림 참조) 각 원형 차트를 스토리지 셀로 가정하면 SLC에서는 1 bit의 데이터가 한 셀에 저장되고 TLC에서는 셀당 3 bit의 데이터가 저장됩니다.
종류에 따라 나뉘어진 낸드플래시 차이점을 쉽게 이해하기 위해 각 셀을 자세히 살펴보면 SLC는 ‘싱글’이라는 이름처럼 하나의 셀에 저장되는 방식으로 가장 적은 양의 데이터를 저장하지만 가장 빠른 속도를 제공합니다. TLC는 한 셀에 세 개의 데이터가 저장되어 SLC에 비해 상대적으로 많은 양의 데이터를 저장할 수 있지만 데이터가 많은 만큼 속도가 느립니다. SLC는 빠르지만 데이터를 한 셀에 한 개씩 저장하는 만큼 대용량화하기에는 어렵고 비싸다는 단점이 있습니다. SLC에 대한 차선책으로 “SLC 캐싱*”기술이 있습니다.
*이 기술은 TLC NAND 플래시에 사용됩니다.
SLC 캐시
SLC를 시뮬레이션하기 위해 TLC에서 영역을 분할하면 영역 내의 전송 속도가 일시적으로 증가합니다. 버퍼 공간이 가득 차면 속도가 원래 수준으로 돌아갑니다.
SLC 모드
SLC 캐시의 한계는 지속적으로 빠른 읽기/쓰기 속도를 낼 수 없다는 점입니다.
대안으로 TLC를 SLC로 전환할 수 있는 또 다른 기술인 SLC 모드가 있습니다. SLC 캐시와 달리 SLC 모드에서는 TLC의 각 셀을 SLC의 셀처럼 1bit의 데이터만 처리하므로 버퍼 영역의 제한이 없습니다. 따라서 공간 제약이 없어지고 초고속 읽기/쓰기 전송 속도를 유지할 수 있습니다.
TLC에서 SLC를 시뮬레이션하는데 셀당 저장 용량이 줄어들고, 세 배의 셀이 필요하지만 비용은 SLC보다 훨씬 저렴합니다. 이로 인해 SLC 모드는 고용량, 빠른 전송 속도 및 합리적인 가격, 세 가지 모두를 충족할 수 있기 때문에 다른 매력적인 대안책이됩니다.
결론
고성능, 내구성 측면에서 TLC보다 SLC와 MLC가 탁월하다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 하지만 기술이 발전함에 따라 SLC 모드는 TLC의 한계를 극복하여 MLC의 내구성과 SLC의 안정성 수준에 근접하였습니다. SLC 모드는 산업용 애플리케이션을 위한 새로운 대체 솔루션입니다.