현재 SSD는 TLC와 QLC 낸드 플래시 메모리를 사용합니다. 키옥시아(도시바 메모리)는 2019년에 PLC, 그러니까 1개의 셀에 5비트를 기록하는 3D 낸드 플래시 메모리를 가장 먼저 거론하기 시작했습니다. 

 

PLC는 아직이지만 그 다음에 대한 이야기도 나왔습니다. HLC(헥사, 6비트를 1개의 셀에 저장)와 OLC(옥타, 8비트를 저장)도 가능할 거라고 믿는다네요. 

 

1개 이상의 비트를 셀에 저장하기 위해 그 만큼 다양한 전압 레벨을 갖춰야 합니다. MLC는 셀 하나에 4개, TLC는 8개, QLC는 16개, PLC는 32개의 전압이 있습니다. HLC는 64개가 필요하다는 소리죠.

 

64개의 서로 다른 전압을 저장할 수 있으면서, 64개의 전압을 구분하는 재료가 필요합니다. 각각의 전압들이 서로 간섭해선 안 되며 온도도 유지해야 합니다. 

 

키옥시아는 HLC 메모리의 가능성을 입증하기 위해 3D 낸드 메모리를 -196도의 액체 질소에 담궈 재기록으로 인한 셀 열화 현상을 억제했습니다. 매우 낮은 온도는 터널 절연 필름의 필요성을 줄이고 전압 요구 사항을 낮추며 재료 안정화에도 도움이 됩니다. 

 

그 결과 1개의 셀에서 6비트 데이터를 읽고 100분 동안 유지했으며 1000번의 P/E(기록/삭제) 내구성도 달성했다고 합니다. 물론 이건 -196도라는 특별한 조건에서 가능한 이야기고요. 상온에서는 100번으로 떨어집니다. 

 

3D PLC 낸드는 2025년 이후의 일부 SSD에만 적용될 겁니다. 밀도를 25% 높이는데 너무 많은 문제가 생기거든요. 하지만 HLC는 QLC보다 밀도가 50% 높아집니다. 그러니 위험을 부담할 가치가 있을지도요.

 

한발 더 나아가서 256가지의 전압을 갖는 OLC도 가능은 할 거라고 합니다. 물론 HLC와 OLC가 상온에서 작동할만한 재료, 설계, 컨트롤러를 찾아야 합니다. 수많은 종류의 전압을 컨트롤러에서 관리하는 건 쉽지 않은 일이며, 여기에 복잡한 ECC 알고리즘까지 갖춰야 하니까요.