NAND 플래시 메모리
현재 대부분의 SSD는 NAND 플래시 메모리를 채택하고 있다. 비휘발성 메모리로 쓰기/지우기가 NOR 플래시 메모리보다 빠르다.
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Write 동작: controal gate에 강한 전압을 인가하면 P-substrate의 전자가 floating gate로 이동함.
floating gate에 전자가 존재 -> 0으로 인식 (Threshold Voltage가 증가하여 channel 형성이 어려워짐)
floating gate에 전자가 존재하지 않음 -> 1로 인식 -
Erase 동작 : Write와 반대로 P-substrate에 전압을 가하여 floating gate에 갇힌 전자를 다시 P-substrate로 이동시킴.
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Read 동작 :
Cell을 직렬로 연결하고 하나의 Cell의 제외한 모든 Cell에 Vth(Threshold Voltage)를 인가하여 순차적으로 데이터 저장 여부를 판단
-- FG (floating gate)에 전자가 존재
: 0V를 인가해도 Channel 형성 X
Bit Line의 전류가 잘 흐르지 않는다 -> '0'-- FG에 전자가 미존재
; Vth < 0이므로 0V를 인가하면 Channel 형성
Bit Line의 전류가 잘 흐른다 -> '1'
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Wearing-off (수명 제한)
: Cell에 쓰기/지우기 과정을 반복하며 트랜지스터 내부에 전자가 갇힘. 일정 수준을 초과하면 해당 Cell은 사용 불가능 -
cell당 bit수 확장
: floating gate에 갇힌 전자량을 계산하여 Threshold Voltage을 이용해서 현재 기술로는 1개 Cell당 최대 8비트까지 구분할 수 있다.Multi level로 갈수록 공정 난이도가 증가하지만, 1개 셀에 여러 bit를 구현할 수 있어서 원가경쟁력을 높일 수 있다.
Single level의 경우는 일반적으로 오류가 적어서 높은 신뢰성을 요구하는 항공기 및 자동차 분야에 사용된다.
- Page : 읽고 쓸 수 있는 최소 메모리 단위
- Block : Page가 모여서 Block을 구성하는데 NAND 플래시 메모리는 소자 특성상 Erase 작업이 Block 단위로만 수행된다.
SSD 구성
- Host Interface Logic : SSD로 사용자 요청을 I/F
- Processor : 사용자 명령을 해석하여 Flash controller로 전달
- RAM buffer : 메모리의 logical mapping 정보를 저장하거나 Cache로 활용
- Flash controller : flash memory의 cell에 정보를 어떻게 처리(읽기/쓰기/지우기)할 것인지 판단
