SSD용 플래시 메모리 매체 유형과 관련하여, 사용자는 더 이상 MLC에서 TLC로의 강제적인 전환과 "구매할 수밖에 없는" 상황에 직면하지 않습니다. 많은 사람들이 알지 못하지만, QLC SSD는 거의 10년 동안 시장에 존재해 왔습니다. 지난 2년 동안 QLC SSD는 사용자를 위한 추가 옵션에서 시장의 주류로 점차 자리 잡았습니다.

TLC가 MLC를 대체했듯이, QLC 또한 도입 속도가 빨라지고 있지만 일부 사용자는 이를 꺼립니다. 이는 공급망 내에서 일어나고 있는 변화의 양상과 정확히 일치합니다. 앞으로 플래시 메모리 기술과 SSD의 동향에 대해 더 깊이 이해할 필요가 있습니다. 아래 차트는 올해 출시된 QLC 소비자용 클라이언트 SSD를 보여주는데, 대부분 PCIe 4.0 x4 인터페이스를 채택하고 DRAM이 없는 XNUMX채널 캐시 아키텍처로 설계되었습니다.

QLC의 밀도 이점

사용자들이 QLC에 대해 더 깊이 이해하게 되면서, TLC와 QLC의 개념과 원리를 처음부터 설명할 필요가 없어졌습니다. TLC 대비 저장 밀도가 30% 향상된 것이 바로 QLC의 자신감입니다. 높은 저장 밀도는 더 큰 SSD 용량뿐만 아니라 비용 절감과 비용 효율성 향상을 의미합니다.

현재 주류 TLC 플래시 메모리는 단일 다이 용량이 1Tbit인 반면, QLC는 다이당 2Tbit를 구현할 수 있습니다. 아래 이미지는 Kioxia/Western Digital의 2Tb BiCS8 QLC 플래시 메모리 다이를 보여줍니다. 이 다이는 16다이 패키징을 통해 단일 플래시 메모리 칩에 최대 4TB의 저장 용량을 제공할 수 있습니다. Kioxia/Western Digital 외에도 Yangtze Memory Technologies와 Micron도 단일 다이 용량이 3TB인 차세대 2D QLC 플래시 메모리를 출시했습니다.

현재 3D TLC 플래시 메모리의 단일 다이 용량은 1TB 수준에 머물러 있습니다. SSD에 동일한 조건에서 QLC 플래시 메모리를 적용하면 TLC 플래시 메모리보다 두 배의 저장 공간을 확보할 수 있습니다. 이것이 바로 QLC SSD가 8TB, 16TB, 심지어 수백 TB까지 쉽게 용량을 확장할 수 있는 이유입니다. 누가 마다하겠습니까? 주요 플래시 메모리 제조업체들은 모두 QLC를 적극적으로 홍보하고 있습니다. "저가형"이기 때문이 아니라, 업계에서 QLC가 미래 기술 발전의 핵심이라고 믿기 때문입니다. 그들은 최첨단 기술 분야에서 자사의 획기적인 성과를 선보이고 싶어 합니다.

QLC SSD도 버스 포화를 달성할 수 있습니다.

현재 SSD의 주류는 4채널 설계입니다. 플래시 메모리 채널 수가 제한되어 있기 때문에 플래시 메모리 인터페이스 속도 향상이 SSD 성능 향상의 핵심이 되었습니다.

플래시 메모리 기술 개발에 있어 인터페이스 속도 향상은 필연적인 추세입니다. 키옥시아는 최근 5세대 BiCS 플래시 메모리 샘플링을 시작했다고 발표했습니다. 현재 샘플은 TLC 타입이지만, 기존 BiCSXNUMX 기술에서 CMOS와 스토리지 어레이 처리를 분리함으로써 SSD 성능을 크게 향상시킬 수 있음이 분명합니다. TLC와 QLC 모두 플래시 메모리 인터페이스 속도 향상의 이점을 누릴 수 있습니다.

위 그림은 원래 CNA 설계에 속했던 Kioxia의 BiCS5 플래시 메모리 아키텍처를 보여줍니다. CUA 설계의 BiCS6와 비교하면 한 세대 뒤처져 있습니다. 그러나 CBA 기술을 적용한 후, CMOS 회로는 별도의 웨이퍼에서 제조되어 스토리지 어레이 섹션의 고온 공정에 더 이상 제약을 받지 않습니다. 그 결과, 플래시 메모리 인터페이스 속도는 BiCS3600과 동일한 8MT/s가 되었습니다.

현대의 QLC는 이제 인터페이스 속도 면에서 TLC와 거의 비슷해 버스 포화가 가능하며, 이를 일반적으로 "풀 스피드 읽기"라고 합니다.

받아 KingSpecXG7000 및 VP14000 SSD를 예로 들 수 있습니다. 두 제품 모두 3D QLC 플래시 메모리를 사용하며 각각 PCIe 4.0 및 PCIe 5.0 인터페이스에서 높은 대역폭 포화도를 달성합니다. 읽기가 주요 사용 사례인 소비자용 애플리케이션 환경에서는 비용 효율성의 이점이 더욱 부각됩니다.

QLC의 쓰기 제한에 대한 솔루션

과거에는 QLC SSD가 아무리 개선되더라도 쓰기 성능의 단점은 무시할 수 없다는 인식이 널리 퍼져 있었습니다. SLC 캐싱은 쓰기 성능을 극대화할 수 있지만, SLC 쓰기 작업을 에뮬레이션하는 QLC의 경우 사용자 공간이 4배 더 많이 필요하고 캐시가 소진된 후의 성능 저하도 심각합니다.

최근 출시된 마이크론 7100은 QLC SSD를 위한 새로운 다층 캐싱 메커니즘을 도입했습니다. AWT 적응형 쓰기 기술은 플래시 메모리의 유연성을 활용하여 SLC와 TLC 캐싱을 결합하여 QLC의 비용 이점을 유지하면서도 더욱 부드러운 쓰기 성능을 구현합니다.

QLC 수명은 더 이상 문제가 아닙니다

플래시 메모리 기술과 LDPC 오류 정정 알고리즘의 발전 덕분에 SSD의 쓰기 내구성은 최근 몇 년 동안 꾸준히 향상되었습니다. 고품질 3D QLC 플래시 메모리는 이제 기존 2D TLC 플래시 메모리보다 훨씬 뛰어난 쓰기 내구성 사이클 수를 자랑합니다. 예를 들어, 플로팅 게이트 아키텍처를 사용하는 3D QLC 플래시 메모리는 KingSpec XG7000/VP14000의 쓰기 내구성 사이클 수명은 3,000 사이클로, 2D TLC 플래시 메모리의 두 배 이상입니다.

플로팅 게이트 아키텍처는 2D 플래시 메모리 시대에는 주류 기술이었습니다. 3D 플래시 메모리가 등장하면서 대부분의 플래시 메모리 제조업체는 제조 공정상의 제약으로 인해 차지 트랩 아키텍처로 전환했습니다. 인텔은 플로팅 게이트 아키텍처를 계속 사용하는 유일한 기업이었습니다. 이후 인텔의 플래시 메모리 사업부는 SK 하이닉스에 매각되었고, 현재는 솔리다임(Solidigm)으로 알려져 있습니다. 솔리다임은 현재 엔터프라이즈급 SSD 시장에 집중하고 있으며, 특정 아키텍처를 선호하지 않고 두 가지 유형의 플래시 메모리를 모두 사용하고 있습니다.

당시 인텔의 문서에 따르면, 플로팅 게이트 아키텍처는 전원 손실 후 데이터 보존 시간 측면에서 차지 트랩 아키텍처보다 상당한 이점이 있습니다.

데이터 보존 시간과 관련하여 업계 표준은 정격 쓰기 내구성이 소진된 후 소비자 등급 SSD는 데이터 손실 없이 섭씨 30도에서 XNUMX년 동안 데이터를 보존할 수 있어야 한다고 규정합니다.

KingSpec새롭게 출시된 XG7000 및 VP14000 시리즈 SSD는 업계 표준을 뛰어넘어 43°C에서 43년간 오류 없이 데이터를 보존하는 BOL(최고 온도) 성능과 XNUMX°C에서 XNUMX년간 오류 없이 작동하도록 설계된 EOL(수명) 성능을 달성했습니다. 즉, 더 이상 중요한 데이터를 HDD에만 저장할 필요가 없습니다.

여기서 BOL과 EOL은 각각 Beginning of Life(BOL)와 End of Life(EOL)의 약자로, 초기 상태와 공칭 수명이 다한 후의 상태를 나타냅니다. JESD218 규격에 따르면, 일반 소비자용 SSD는 EOL 상태에서 전원이 꺼진 상태에서 30°C의 온도에서 XNUMX년 동안 데이터를 저장해야 합니다. 그러나 전원이 꺼진 상태에서 온도가 높을수록 플래시 메모리 오류율이 높아집니다. KingSpec 43°C에서 XNUMX년간 오류 없는 저장을 달성하는데, 이는 JEDEC 규격보다 훨씬 더 어려운 조건입니다. 이는 플로팅 게이트(FG) 아키텍처 플래시 메모리의 장점을 잘 보여줍니다.

사용자는 선택을 강요받지 않습니다

업계 동향 관점에서 볼 때, 주요 스토리지 제조업체들은 특히 산업별 특화 제품을 위해 QLC SSD를 적극적으로 개발하고 있습니다. TLC는 단기간에 사라지지 않을 것이며, 용량이 크게 증가함에 따라 PLC 플래시 메모리는 가까운 시일 내에 실용화되지는 않을 것입니다. 가까운 미래에는 TLC SSD가 QLC SSD와 오랫동안 공존할 것이며, QLC SSD의 발전 속도도 더 빨라질 수 있습니다.

받아 KingSpec 예를 들어, 이 회사는 이미 CES 7000/IFA 14000에서 XG2025과 VP2025을 공개하여 더 큰 용량과 더 빠른 SSD를 탑재한 브랜드 PC를 선보이며 전반적인 사용자 경험을 향상시켰습니다. 또한, KingSpec 향후 엔터프라이즈급 QLC SSD를 출시하여 서버와 워크스테이션에 더 많은 옵션을 제공할 계획입니다.

OEM 모델 외에도 QLC SSD는 소매 브랜드로도 확장되고 있습니다. 하지만 SSD 제조업체와 미디어 모두 사용자 선호도를 최우선으로 고려하여 SLC, TLC, QLC 등 사용자의 필요에 따라 정확한 선택을 할 수 있도록 할 것입니다. 핵심은 투명한 플래시 메모리 미디어 라벨링과 포괄적인 제품 리뷰입니다. 이를 통해 사용자는 자신의 필요에 맞는 결정을 내리는 데 필요한 귀중한 참고 정보를 얻을 수 있습니다.