2015.07.31

3D 크로스포인트는 “불멸의 메모리 기술”인가

Lucas Mearian | Computerworld
인텔과 마이크론은 이번 주 NAND 플래시보다 1,000배 빠르고 내구성도 1,000배 뛰어다고 주장하며 대량생산을 계획하고 있는 새로운 메모리 타입을 공개했다.

내구성 1,000배는 쓰기-지우기 주기 수명 100만 회에 달하는 것으로 이 새로운 메모리는 거의 영원에 가까운 시간 동안 사용할 수 있게 될 것이다.

비교하자면 오늘날의 NAND 플래시는 3,000회에서 1만 회의 쓰기-지우기 주기의 수명을 가지고 있다. 웨어레벨링 및 오류 수정 소프트웨어를 통해 그 주기가 늘어날 수 있지만 여전히 최대 10만 회정도에 그친다.

크로스포인트 아키텍쳐는 비트-저장 트랜지스터의 필요성을 없애고 대신 1이나 0의 신호를 내기 위해 전자 저항을 활용하는 와이어 격자를 활용한다 (자료: Interl, Micron)

3D 크로스포인트(3D XPoint)는 대량 스토리지 급 메모리로 DRAM보다는 느리지만 생산단가가 더 저렴하고, NAND 플래시보다는 훨씬 속도가 빠르다. 무엇보다도 비휘발성이라서 전원이 꺼지더라도 데이터는 NAND 플래시처럼 그대로 남는다.

오브젝티브 애널리시스(Objective Analysis) 애널리스트 짐 핸디는 “NAND 플래시보다는 조금 더 비싸고 DRAM보다는 저렴하고, NAND보다는 더 빠르지만 DRAM보다는 조금 느리다. 이는 메모리 체계에 또 하나의 층을 더하는 것과 같다. 그게 잘 통할지는 모르겠지만”이라고 밝혔다.

3D 크로스포인트 업체들은 이를 25년만에 완전히 새로 개발된 메모리라고 강조한다. 애널리스트들에 의하면 인텔과 마이크론은 그 점에 있어선 전혀 과장이 아니라고 한다. 3D 크로스포인트는 DRAM과 NAND 플래시 사이에 위치해 기업 데이터 센터의 인스턴스를 교체할 수 있고 점차 소비자 데스크톱과 노트북에까지 진출하게 될 것이다.

미스터리 물질
곧 생산에 들어간다고 발표한 상황에서도 마이크론과 인텔은 이 제품의 많은 부분을 미스테리로 남겨두었다.

예를 들어 메모리 제작에 어떤 물질이 쓰이는지, 또는 최종 제품과 그 활용에 달려있다는 이유로 성능에 대한 세부정보도 공개하지 않았으며, 샘플을 곧 내놓기 시작할 것으로 기대되나 마이크론과 인텔은 이 제품을 2016년 이전에 출시할 계획이 없다.

핸디는 “바로 그것이 그게 미스테리다”고 이야기했다.

마이크론의 프로세스 통합 이사 러스 메이어는 3D 크로스포인트 칩이 생산 중이지만 제조사들이 요구하는 사양에 기반할 최종 폼팩터를 기다리고 있는 중이라고 한다. 이 새로운 메모리는 여전히 DRAM보다는 5배에서 8배정도 느리다.

메이어는 “DRAM만큼 빠르지는 않기 때문에 지연시간이 가장 중요한 애플리케이션을 대체하지는 않겠지만 NAND보다는 훨씬 밀도가 높고 지연시간이 짧다. 만약 SSD가 하드드라이브보다 얼마나 빠른지와 3D 크로스포인트가 통상적 NAND보다 얼마나 빠른지를 비교하면, 체감상으로는 거의 비슷한 수준일 것이다”고 말했다.

메이어는 3D 크로스포인트는 통상적 혹은 2D 평면 NAND와 비슷한 스토리지 용량을 가질 것이라고 말했지만, DRAM보다는 10배 더 집적도가 높다. 이는 인텔과 마이크론의 3D 혹은 적층 NAND가 여전히 더 높은 밀도를 제공할 것을 의미한다.

완전히 독특하지는 않다
이 많은 장점에도 3D 크로스포인트 기술이 뿌리부터 새로운 것은 아니다. 크로스포인트 아키텍쳐의 전제는 비트-저장 트랜지스터의 필요성을 없애고 대신 1이나 0의 신호를 내기 위해 전자 저항을 활용하는 와이어 격자를 활용한다는 점이다.

RRAM(ReRAM, resistive random-access memory)을 사용하는 크로스포인트 아키텍쳐는 1971년으로 거슬러 올라가는 멤리스터(Memristor) 메모리 기억장치 개념에 기반한다. 저항 메모리는 지난 2년간 점차 실제 생산에 가까워져 가고 있다.

2008년 샌디스크가 크로스포인트 메모리 개발을 발표한 프레젠테이션 자료의 슬라이드. 크로스포인트는 오랫동안 많은 기업이 개발하려고 노력한 기술이다 (자료: SanDisk)

데이터 비트 신호를 위해 전통적 NAND 플래시에 사용되는 트랜지스터 대신 크로스포인트와 ReRAM(RRAM) 셀은 고 혹은 저 전기 저항을 가지는 물리적 속성을 변화시킨다. 고저항 상태 즉 전기가 잘 통과하지 못할 때 셀은 0을, 저저항 상태일 때는 1을 나타낸다.

크로스 포인트 메모리의 한 종류로 PCM(phase-change memory)가 있는데 이 역시 오랫동안 개발 단계에있다. 예를 들어 2008년 도시바와 샌디스크가 ‘크로스 포인트’ 메모리 RAM 칩을 작업 중에 있다고 발표했다. 2013년, 도시바와 샌디스크는 크로스 포인트 메모리를 국제 반도체 회로 학술 학회(International Solid-State Circuits Conference)에서 시연했다.

2011년 IBM은 NAND 플래시가 저장할 수 있는 데이터보다 100배 더 많이 저장할 수 있으면서 쓰기-지우기수명이 500만 회인 PCM 칩을 생산했다고 발표했다. 인텔과 협력사 누모닉스(Numonyx)조차도 2009년 그들의 자체 PCM 제품을 발표했었다.

2013년 스타트업 크로스바(Crossbar)는 우표 크기로 1TB 데이터를 저장할 수 있는 ReRAM 시제품을 선보였고, 이 회사는 올해 대량 생산에 들어갈 예정이다.
 


2015.07.31

3D 크로스포인트는 “불멸의 메모리 기술”인가

Lucas Mearian | Computerworld
인텔과 마이크론은 이번 주 NAND 플래시보다 1,000배 빠르고 내구성도 1,000배 뛰어다고 주장하며 대량생산을 계획하고 있는 새로운 메모리 타입을 공개했다.

내구성 1,000배는 쓰기-지우기 주기 수명 100만 회에 달하는 것으로 이 새로운 메모리는 거의 영원에 가까운 시간 동안 사용할 수 있게 될 것이다.

비교하자면 오늘날의 NAND 플래시는 3,000회에서 1만 회의 쓰기-지우기 주기의 수명을 가지고 있다. 웨어레벨링 및 오류 수정 소프트웨어를 통해 그 주기가 늘어날 수 있지만 여전히 최대 10만 회정도에 그친다.

크로스포인트 아키텍쳐는 비트-저장 트랜지스터의 필요성을 없애고 대신 1이나 0의 신호를 내기 위해 전자 저항을 활용하는 와이어 격자를 활용한다 (자료: Interl, Micron)

3D 크로스포인트(3D XPoint)는 대량 스토리지 급 메모리로 DRAM보다는 느리지만 생산단가가 더 저렴하고, NAND 플래시보다는 훨씬 속도가 빠르다. 무엇보다도 비휘발성이라서 전원이 꺼지더라도 데이터는 NAND 플래시처럼 그대로 남는다.

오브젝티브 애널리시스(Objective Analysis) 애널리스트 짐 핸디는 “NAND 플래시보다는 조금 더 비싸고 DRAM보다는 저렴하고, NAND보다는 더 빠르지만 DRAM보다는 조금 느리다. 이는 메모리 체계에 또 하나의 층을 더하는 것과 같다. 그게 잘 통할지는 모르겠지만”이라고 밝혔다.

3D 크로스포인트 업체들은 이를 25년만에 완전히 새로 개발된 메모리라고 강조한다. 애널리스트들에 의하면 인텔과 마이크론은 그 점에 있어선 전혀 과장이 아니라고 한다. 3D 크로스포인트는 DRAM과 NAND 플래시 사이에 위치해 기업 데이터 센터의 인스턴스를 교체할 수 있고 점차 소비자 데스크톱과 노트북에까지 진출하게 될 것이다.

미스터리 물질
곧 생산에 들어간다고 발표한 상황에서도 마이크론과 인텔은 이 제품의 많은 부분을 미스테리로 남겨두었다.

예를 들어 메모리 제작에 어떤 물질이 쓰이는지, 또는 최종 제품과 그 활용에 달려있다는 이유로 성능에 대한 세부정보도 공개하지 않았으며, 샘플을 곧 내놓기 시작할 것으로 기대되나 마이크론과 인텔은 이 제품을 2016년 이전에 출시할 계획이 없다.

핸디는 “바로 그것이 그게 미스테리다”고 이야기했다.

마이크론의 프로세스 통합 이사 러스 메이어는 3D 크로스포인트 칩이 생산 중이지만 제조사들이 요구하는 사양에 기반할 최종 폼팩터를 기다리고 있는 중이라고 한다. 이 새로운 메모리는 여전히 DRAM보다는 5배에서 8배정도 느리다.

메이어는 “DRAM만큼 빠르지는 않기 때문에 지연시간이 가장 중요한 애플리케이션을 대체하지는 않겠지만 NAND보다는 훨씬 밀도가 높고 지연시간이 짧다. 만약 SSD가 하드드라이브보다 얼마나 빠른지와 3D 크로스포인트가 통상적 NAND보다 얼마나 빠른지를 비교하면, 체감상으로는 거의 비슷한 수준일 것이다”고 말했다.

메이어는 3D 크로스포인트는 통상적 혹은 2D 평면 NAND와 비슷한 스토리지 용량을 가질 것이라고 말했지만, DRAM보다는 10배 더 집적도가 높다. 이는 인텔과 마이크론의 3D 혹은 적층 NAND가 여전히 더 높은 밀도를 제공할 것을 의미한다.

완전히 독특하지는 않다
이 많은 장점에도 3D 크로스포인트 기술이 뿌리부터 새로운 것은 아니다. 크로스포인트 아키텍쳐의 전제는 비트-저장 트랜지스터의 필요성을 없애고 대신 1이나 0의 신호를 내기 위해 전자 저항을 활용하는 와이어 격자를 활용한다는 점이다.

RRAM(ReRAM, resistive random-access memory)을 사용하는 크로스포인트 아키텍쳐는 1971년으로 거슬러 올라가는 멤리스터(Memristor) 메모리 기억장치 개념에 기반한다. 저항 메모리는 지난 2년간 점차 실제 생산에 가까워져 가고 있다.

2008년 샌디스크가 크로스포인트 메모리 개발을 발표한 프레젠테이션 자료의 슬라이드. 크로스포인트는 오랫동안 많은 기업이 개발하려고 노력한 기술이다 (자료: SanDisk)

데이터 비트 신호를 위해 전통적 NAND 플래시에 사용되는 트랜지스터 대신 크로스포인트와 ReRAM(RRAM) 셀은 고 혹은 저 전기 저항을 가지는 물리적 속성을 변화시킨다. 고저항 상태 즉 전기가 잘 통과하지 못할 때 셀은 0을, 저저항 상태일 때는 1을 나타낸다.

크로스 포인트 메모리의 한 종류로 PCM(phase-change memory)가 있는데 이 역시 오랫동안 개발 단계에있다. 예를 들어 2008년 도시바와 샌디스크가 ‘크로스 포인트’ 메모리 RAM 칩을 작업 중에 있다고 발표했다. 2013년, 도시바와 샌디스크는 크로스 포인트 메모리를 국제 반도체 회로 학술 학회(International Solid-State Circuits Conference)에서 시연했다.

2011년 IBM은 NAND 플래시가 저장할 수 있는 데이터보다 100배 더 많이 저장할 수 있으면서 쓰기-지우기수명이 500만 회인 PCM 칩을 생산했다고 발표했다. 인텔과 협력사 누모닉스(Numonyx)조차도 2009년 그들의 자체 PCM 제품을 발표했었다.

2013년 스타트업 크로스바(Crossbar)는 우표 크기로 1TB 데이터를 저장할 수 있는 ReRAM 시제품을 선보였고, 이 회사는 올해 대량 생산에 들어갈 예정이다.
 


X