열쇠고리에 매달려 있는 플래시 드라이브부터 모든 휴대폰과 모든 SSD에 숨겨져 있는 눈에 보이지 않는 칩까지, NAND 플래시 메모리는 오랫동안 눈에 보이지 않는 업그레이드를 완료했습니다. 이는 데이터를 기록하기 위해 절연층에 전하를 저장하는 메모리 셀에 의존합니다. 전원을 꺼도 사라지지 않습니다. 크기는 작고 용량은 커서 SSD, 스마트폰, 메모리카드 등 다양한 기기에 쏙쏙 들어갑니다.
그러나 이 기술에는 처음부터 두 가지 본질적인 결함이 있었습니다. 단위 용량당 비용이 기존 하드 드라이브보다 높고, 너무 많이 쓰고 지운 후에는 마모되며, 속도가 시스템 RAM보다 훨씬 느립니다. 대부분의 사용자는 이러한 문제를 눈치채지 못할 것이며 그 이유는 간단합니다. 현대의 저장 장치는 플래시 메모리 뒤에 있는 혼란을 정리하는 데 많은 시간을 소비합니다.
3D 스태킹 및 QLC는 내구성을 희생하여 비용을 절감합니다.
NAND는 수직으로 적층된 메모리 셀의 3D NAND 구조와 TLC 및 QLC 설계를 결합하여 전류 밀도를 달성할 수 있으므로 각 메모리 셀은 3비트 또는 4비트의 데이터를 저장할 수 있습니다. 이 접근 방식은 실제로 단위 용량당 비용을 낮추었으며 SSD가 더 이상 회전하는 디스크와 읽기-쓰기 헤드에 의존하지 않게 해줍니다. 부팅 속도와 충격 저항도 향상되었습니다. SSD로 변경한 사람이라면 부팅 후 브라우저를 열기 전에 컴퓨터가 더 이상 오랜 시간 동안 "번식"할 필요가 없다는 사실을 기억할 것입니다.
그러나 각 메모리 셀이 견딜 수 있는 쓰기 및 삭제 횟수는 제한되어 있습니다. 더 많은 비트를 넣을수록 전압 범위 사이의 오류 마진은 더 좁아집니다. 이것이 바로 QLC NAND가 일반적으로 단순한 설계보다 내구성과 성능이 낮은 이유입니다. "플래시 읽기 전용 메모리"라는 옛 이름은 사실 약간 오해의 소지가 있습니다. 플래시 메모리는 지우고 다시 쓸 수 있기 때문입니다.
컨트롤러는 마모 평준화, 오류 수정, 불안정한 블록 교체, 예비 용량 유지 등을 통해 마모 문제를 사용자가 인지할 수 없는 수준으로 최소화합니다. TRIM 및 가비지 수집 메커니즘은 또 다른 NAND 특성을 처리합니다. 즉, 데이터는 더 작은 페이지 단위로 기록될 수 있지만 삭제는 더 큰 블록 단위로 수행될 수 있습니다. 삼성은 1TB 990 Pro에 대해 5년 또는 600TB 쓰기 용량 보증을 제공하지만 이는 하드 드라이브가 600TB에 도달해도 상환된다는 의미는 아닙니다. 삼성은 수명 종료를 명확하게 밝히지 않았습니다. 중요한 데이터는 여전히 백업되어야 합니다.
내구성은 알고리즘으로 보상할 수 있지만 가격은 그렇지 않습니다.
마모 문제에 비해 가격은 은폐하기 어려운 플래시 메모리의 단점이다. 고속이 필요하지 않은 백업 및 대규모 미디어 라이브러리와 같은 시나리오에서는 기존 하드 드라이브가 여전히 저렴하고 대용량 옵션입니다. 트렌드포스 전망에 따르면 2026년 2분기에는 NAND 고정가격이 한 분기에 70~75%, 3분기에는 10~15% 더 오를 것으로 예상된다. 이는 공급 부족과 AI 및 데이터센터 수요의 지속적인 증가에 따른 것이다.
플래시 메모리의 이러한 단점 때문에 일부 사람들은 실제로 플래시 메모리 교체를 고려하기도 했습니다. 상변화 메모리(Phase-change memory)는 이미 2006년부터 유력한 대안으로 여겨졌다. 인텔 역시 NAND보다 빠르고 내구성에 초점을 맞춰 DRAM과 NAND 사이에 끼어들려고 했던 옵테인(Optane)을 출시했지만, 인텔은 2022년부터 옵테인을 종료하기 시작했다. MRAM, 강유전성 메모리 등에 대한 연구는 여전히 진행 중이지만 주류 스토리지로서 NAND를 진정으로 대체할 수 있는 후보는 없다. 동시에 상용 3D NAND의 레이어 수는 300개를 넘어섰고, 이 기술은 분명히 멈출 계획이 없습니다.
