과연 어느 온도에서 얼마나 오래 보관 가능한가. 이런 점이 문제겠죠.

그래서, 반도체로 구성되는 메모리들에 대해 한번 나열해보려 합니다.

 

일단, 지구상에서 상용화된 메모리들을 쭉 나열해보면...

 

 

예전에 래치 메모리를 모른다고 하셨던 분이 하드웨어 구조에 대해 논하시는걸 보고 좀 당황했습니다마는... (학부, 최소한 00학번 이후면 다 알 내용입니다)

 

비싸긴 비쌉니다. 다만, 이 비용이 전기를 소모하는 소비자한테도 비싸고, 이 구조를 찍기 위한 생산자한테도 비쌉니다. 이거 하나 만들바엔 다른 메모리 3개까진 만들 수 있습니다. 또, 밀집도가 잘 안줄어듭니다. 구조가 좀 독특하거든요.

 

 

 

위의 낸드 게이트 2개를 서로 교차해서 지나갑니다. 기호가 좀 미묘한데... 인터넷에서 대충 긁었습니다. (NOR도 가능합니다.)

 

 

매우 대표적인 케이스로 SRAM을 구성하는, 기본적인 구조체입니다. 즉, 흔히 말하는 캐시 메모리... 의 대표적인 구조체입니다.

이 서킷의 아이디어를 간략하게 설명해보면, 특정 소자 두개를 계속 반복해서 왔다갔다하는 전류가 있다면, 그건 1, 없다면 0 이런식으로 구분하여 사용하는 메모리로, 빙글빙글 무한반복하는 자동차 서킷을 생각하면 쉽습니다. 특정 시그널로 게이트가 열리기 전 까지 게속 돌다가 방출...

이들은 기본적으로 유지되는 전력이 없다면 유효 값이 없어, 자료를 잃게됩니다. 따라서 유지하는 전력이 꽤 크므로, 사용하는데에 유의해야 합니다. 기본적으로, 굉장히 전력 소모가 심해서 이것을 늘릴 바엔 다른 메모리 구조체에서 값을 조회하는 타임이 낮은게 나을 수도 있거든요. 이 특성은 누가 집어가든 바뀌지 않습니다.

 

 

흔히 말하는 DRAM구조입니다.  

 

 

정말로 캐피시터랑 트랜지스터 하나 붙여서 만드는 친구라, 축전을 리프레시해주기만 하면 메모리의 정보를 계속 유지합니다. 이 리프레시가 그나마 SRAM보다 좋은 점은, SRAM은 걍 컴퓨터를 끌 때 까지 계속 전력을 걸어줘야하지만, 얘는 주기적으로만 전력을 인가하면 일단은 유지합니다. (이 주기적으로 메모리를 리프레시하는 명령어가 CPU들에 들어가는데... 이것 때문에 메모리 컨트롤러가 외장/탈착형일수록 고전력/대형화 됩니다. 여러 메모리를 지원한다면 사이즈는 더 커지겠죠. 잘 로직을 짠다면 줄어들지만...)

 

 

구분	SRAM	DRAM
저장 구조	플립플롭 (6T)	1T1C (트랜지스터 + 캐패시터)
리프레시	❌ 없음	✅ 필수
상시 전력 필요	✅ 필요	✅ 필요
정전 시 데이터 유지	❌ 불가능	❌ 불가능

여기까지가 주메모리 영역의 구조 입니다. 생각보다 SRAM을 늘리는건 보수적인 관점으로 보면 위험하다...라는 이유도 저런 이유였죠. DRAM은 늘리는데에 큰 반대는 안하겠지만요. 

 

 

 

핵심은 Floating gate 트랜지스터입니다. 이 친구도 일종의 충/방전을 하는 컨덕터 역할을 하는 친구들이 걸려 있는데... 이 친구들이 NAND 형식으로 걸려 있어서 NAND 입니다. 

 

 

요렇게요. 주렁주렁... 당연히, 위에서 말했듯 컨덕터가 걸렸으니 이 친구들의 수명은 컨덕터 수명이랑 기본적으론 동일합니다.

그럼 여기서 좀 드는 의문이 있으실겁니다. DRAM으로 하면 안돼..? 같은거요.

됩니다. 전력을 계속 걸어줘야하지만요. 건전지같은거라도 붙이면 되기야 할겁니다. 이렇게 보니 불리한거 아니야? 주메모리? 라는 생각이 드실겁니다만, 방전이 빠른 위의 SRAM과 DRAM의 특징은 빠른 응답속도입니다. 읽기 쓰기 모두 우수하죠.

NAND는 저들에 비하면 많이 느린 응답속도를 보입니다. 인터페이스의 문제가 아니라 걍 느려요. 구조체 자체가 카피하는 구조체 등등도 따로 있어서 느리지만, 충전할 때도 상대적으로 고전력을 채워줘야하니...

 

이 친구보다 쓰기 속도가 많이 느린 친구가 하나 있습니다.

 

 

보시면 아시겠지만, 유닛셀이 병렬로 연결되어 있습니다. 일렬이면 쭉 밀어넣으면 되는데, NOR는 밀어넣긴 글렀죠. 각 지점마다 값을 따로, 일일히 넣어주는 과정이 필요합니다. 대신... 읽기가 많이 빠르다.. 입니다. 랜덤 접근이 되거든요.

 

이들의 안타까운 공통적 특징은, 데이터 저장 유지는 셀이 얼마나 가냐...에 달렸습니다. NOR는 문턱 전력을 올리는 방법으로 사용해볼 순 있는데, NAND는 사실 고용량 고집적도를 따르려면 DRAM처럼 물리적 특성이 점점 나사 빠지기 쉬울테니까요.

 

대충 짧으면 1년, 길면 10년이면 가버리니, 방전되기 전에 틈틈히 오래된 기기들 충전을 요합니다.

 

여기까지가 제가 기억하는 학부 내용인데, 혹시 틀린거 있음 댓글에 남겨주심 됩니다...