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  1. 2014/07/02 [RAW파일] 2014 삼성 SSD 글로벌 서밋



2014년 7월 1일 오후 1시 30분 서울 신라호텔서 행사 시작

- 김언수 메모리사업부 브랜드제품마케팅팀장(전무) 인사말

지난 몇 년간 데이터에 기반한 기업들의 의사결정이 늘었다. 바로 빅 데이터 트렌드다. 각 기업들은 중요한 의사결정에 빅데이터 기술을 활용했다. 이는 서버와 대용량 스토리지의 수요 증가로 이어졌다. 삼성전자의 3D V낸드플래시는 이 시장에서 새로운 반향을 일으키고 있다. 많은 기업과 소비자들은 SSD를 중요한 솔루션으로 찾게 됐다. 올해 SSD 시장은 30% 이상 성장이 예상된다. 아울러 연평균 25%씩 성장해 2017년에는 200억달러 시장 규모를 형성할 것으로 본다.

삼성은 작년에도 SSD 서밋을 개최했다. 작년, “모두를 위한 SSD를 내놓겠다”고 선언했고 실제 SSD가 광범위하게 확산되는 데 기여했다. 오늘은 업계 최초로 3D V낸드칩을 탑재한 SSD를 선보이게 됐다. 굉장히 미래지향적인 제품이다. SSD의 성능을 한 차원 끌어올리게 될 것이다. V낸드가 탑재된 850 프로는 the new breed of performance를 구현할 것이다. 이것은 우리 슬로건이다. 삼성의 메모리 사업은 계속 성장할 것이다.

=Free Q&A

Q. 소비자 및 기업용 SSD 매출액 구조는?
절반씩 비슷한 수준이다.

Q. 전체 낸드플래시 사업에서 SSD가 차지하는 비중은
30% 정도다. 스마트폰에 탑재되는 eMMC 등의 비중이 가장 높다.

Q. 이런 행사 계속 할 것인가
올해로 3년차다. 해외 미디어들 반응이 좋다. 매년 하는 행사로 자리를 이미 잡았다(이날 행사에는 미국, 중국, 일본, 독일, 호주 기자 및 블로거 170여명이 참여했다). 다음 달 미국에서 열리는 플래시메모리 서밋에서 오늘 발표하는 850 프로에 관한 소개를 할 것이다.

- 짐 엘리엇 메모리사업부 마케팅 상무 발표

(한국말로) 저는 삼성에서 13년째 일하고 있다. 바쁘지만 일주일에 3회씩 한국말을 공부하고 있다. 어렵지만 재미있다. 오늘 발표를 모두 한국말로 하고 싶지만, 제 역량이 모자라는 관계로 지금부터 영어로 말하겠다.

지금은 모바일 시대다. 그리고 사물인터넷(IoT) 혹은 만물인터넷(IoE) 시대로 접어들고 있다. 2020년 500억개의 디바이스가 연결될 것으로 본다. 모바일 시대는 우리 생활에 많은 영향을 미쳤다. 예전에는 콘서트를 관람할 때 라이터를 켰다. 지금은 스마트폰 화면 킨다. 진정한 모바일의 시대다.

그리고 소셜네트워크의 시대다. 페이스북의 하루 페이지뷰가 87억뷰에 달한다고 한다. 카카오톡에선 매일 50억건 이상의 메시지가 오간다. 엄청난 양의 데이터다. 그리고 늘어나고 있다. LCD TV의 경우 5000만 사용자에 도달하는 데 걸린 시간은 13년이었지만 페이스북은 불과 3.5년이었다. 모바일과 소셜네트워크의 힘이다. 여러분도 항상 스마트폰을 끼고 산다. 뒷단에선 데이터 센터 서버를 중심으로 여러분의 기기가 항상 연결되고 데이터를 주고받는다. 데이터의 폭발 시대다.

감이 잘 안오나? 문명이 시작된 이래 지금까지 쌓인 모든 데이터의 총량은 5엑사바이트(EB)라고 한다. 1EB는 HD비디오 1만3300년 분량에 해당하는 용량이다. 그런데 2018년부턴 매년 190EB의 데이터가 쌓일 것으로 보고 있다. 대단하지 않나?

IT 스토리지의 관점에서 보자면 21배가 늘어난다고 한다. CIO와 CTO는 TCO, 즉 총소유비용을 고려하지 않을 수 없게 됐다. 전력소모량은 줄이고 공간은 적게 차지하면서 성능은 더 개선되길 원한다. 솔루션은 바로 낸드플래시다.

바로 오늘의 주제다.

나는 유비쿼티(Ubiquity)라는 말을 좋아한다. 낸드플래시는 도처에 깔려 있다. 최근 낸드플래시는 SSD를 타고 서버와 스토리지 영역으로 확장되고 있다. SSD는 2018년까지 5배의 성장이 예상된다. 데이터센터 분야에선 8배 성장이다. 삼성의 위치? 우리는 낸드플래시 시장에서 34~35%의 시장점유율을 갖고 있다. SSD 시장에선 47%다. 압도적이다. 우리는 2006년 SSD 첫 제품을 출시한 이후 GB당 가격을 1달러 미만으로 떨어뜨렸다.

낸드플래시 기술은 복잡하다. 더욱더 많은 투자가 필요하다. 우리는 매년 낸드플래시의 직접도를 2배씩 늘려왔는데, 이것이 한계에 봉착했다. 미래를 위해 새로운 아이디어가 필요했다. 그래서 나온 것이 바로 3D V낸드플래시다.

우리 회사의 낸드플래시 박사를 모시겠다.

- 경계현 메모리사업부 플래시(Flash) 설계팀 전무(3D 낸드 개발 공로를 인정받아 작년 연말 승진, 올 초 자랑스런 삼성인상 수상) 발표

이 사진을 보라. 셀 하나당 3비트(bit)를 저장할 수 있는(TLC) 128Gb 낸드플래시다. 여기 430억개의 셀이 있다. 셀과 셀 간격을 줄이는 것이 우리 임무였다. 그래야 같은 면적에 더 많은 용량을 집어넣을 수 있다. 그런데 셀간 간섭 현상이 문제로 대두됐다. 1999년 회로 선폭이 120나노미터 였을 때에는 이런 문제가 없었다. 30나노 이상급에도 그랬다. 그런데 그 이하로 내려오면서 문제가 발생했다. 셀간 간섭 현상이 발생하면 데이터가 오염된다. 이걸 풀어야 했다.

쉽게 비유해보자. 옆집에서 나는 소음이 다 들리면 짜증이 날 것이다. 방음벽을 설치하고 싶을 것이다. 낸드플래시 셀간 간섭도 이런 방식으로 접근했다. 단층 주택 대신 아파트를 지어 올렸다는 것이다. 위로 쌓아 올렸다. 이것이 3D V낸드플래시의 핵심이다.

쉬워 보이나? 쉽지 않다. 우리가 V낸드를 설계할 때 대단히 많은 도전과제가 있었다. 3가지 혁신이 필요했다. 바로 소재(Material), 구조(Structure), 통합(Integration)이다.

먼저 소재를 보자. 단층 주택을 지을 때는 목재를 써도 된다. 그런데 고층 아파트는 강화 철과 시멘트가 필요하다. 2D와 3D 낸드플래시의 소재는 전혀 다르다. 2D에선 전도체(Electric Conductor)를 썼지만 3D에선 절연체(Insulator)를 사용했다. 전도체는 액체와 같아서 전자가 자유롭게 이동하지만 절연체는 그것이 안된다. 우리는 그간 차지트랩플래시(Charge Trap Flash, CTF) 기술을 꾸준하게 개발해왔다. CTF는 셀간 간섭 현상을 줄이기 위한 기술로 절연체에 전하를 저장하는 것이 가능하다. 이 기술을 상용화한 것이다.

구조는 어떤가. 아파트는 엘리베이터가 편해야 한다. V낸드에는 채널당 홀(구멍)이 있다. 이 홀을 통해 각 셀을 수직으로 배열할 수 있게 됐다. 위에서 보면 굉장히 많은 홀을 볼 수 있을 것이다. 128Gb 칩에 몇 개의 홀이 있을까. 무려 25억개다. 이 칩은 여러분의 손톱 크기밖에 되지 않는다는 점을 기억해달라. 현재 24층으로 상용화를 시작한 V낸드는 현재 2세대로 진화해 32층까지 올라갔다. 앞으로도 계속 올라갈 것이다.

셀 간섭이라는 큰 문제를 해결했지만 추가적 이점도 있다. 위로 쌓아올리는 것이기 때문에 패턴을 그리는 노광 장비에 많은 투자를 하지 않아도 된다(ArF 이미전 노광 장비를 통한 싱글 패터닝으로 충분히 가능하다는 이야기). 용량도 커질 것이다. 평면형 구조에선 칩(Die) 면적을 키우지 않는 이상 128Gb 용량 이상은 힘들 것으로 본다. V낸드는 1Tb까지도 가능하다. 셀 간섭 문제를 해결하기 위해 복잡한 알고리듬을 쓰지 않아도 된다. 이로써 수명이 2배 향상될 수 있다. 전력소모량 역시 46% 가량 줄어든다.

쉽게 말했지만 쉬운 기술 절대 아니다(현재까지도 도시바, 마이크론, SK하이닉스 모두 이러한 적층 낸드플래시를 양산하지 못하고 있다).

=Free Q&A

Q. 3D 낸드플래시 노광 장비는 무엇을쓰나?
ArF 이머전 장비를 쓴다. 굳이 선폭을 따지면 38~40나노 정도다. 더블패터닝 기술을 사용하지 않으므로 노광에 드는 시간이 줄어든다. 다만 식각 쪽 공정이 많아진다. 홀(구멍)을 뚫어야 하기 때문이다.

Q. 16나노 평면형 낸드플래시도 개발 중인데
평면형을 계속 하는 이유는 기조 장비의 활용 때문이다. 당연히 앞으로 새로 지어지는 낸드플래시 공장은 모두 3D로 가는 것이 맞다.

- 정도영 메모리사업부 브랜드마케팅팀 과장

삼성전자는 소비자용 SSD를 53개국에 판매하고 있다. 세계 어디에서든 삼성 SSD를 구할 수 있다. 53개 지역 가운데 과반수 이상 지역에서 우리 SSD 시장점유율이 1위다. 수치가 궁금한가? 우리 누적 SSD 판매량은 1200만대다. 이 수치는 대형 고객사에 공급한 OEM 실적을 제외한 것이다. 우리 기술 리더십 있다. 성능과 신뢰성 최상급이다. 삼성전자는 낸드 칩부터 컨트롤러, 펌웨어 아키텍처까지 모두 제공할 수 있다. 2년 전에 3비트 제품을 내놨는데 당시 회의적 시각도 있었지만 EVO 시리즈는 가장 성공적인 제품으로 자리매김을 했다. 페이스북 35만명의 팬들은 우리 SSD를 적극적으로 입소문을 내 주고 있다.

SSD를 부품으로 구분하지만, 우리는 소비자들에게 좋은 경험을 제공하기 위해 프리미엄급 소재를 적용하고 있다. 2011년도 말경 삼성 SSD에 최초로 다이아몬트 커팅이라는 컨셉의 디자인을 적용했다. 2012년 말에 모 업체가 이런걸 그대로 따라했다(아이폰5). 뭐라고 하는 게 아니라 그냥 사실을 말하는 것이다. 디자이너들은 이런 다이아몬트 커팅 디자인을 좋아한다.

오늘의 주인공 프로 850을 소개하겠다.

840 프로와 달리 32단으로 적층한 3D V낸드가 처음으로 탑재됐다. 컨트롤러는 400MHz로 작동하는 코어텍스 R4(3코어)를 내장한 MEX가 탑재된다. 종전 MDX(300MHz)보다 클록 속도가 높고 성능이 향상됐다. 캐시 메모리는 512MB에서 1GB 이상으로 지원 용량이 확대됐다. 1TB 용량 라인업도 추가됐다.

이 제품은 SATA3 인터페이스의 6Gbps 속도를 한계치까지 지원한다. 읽기 속도는 초당 550MB, 쓰기 속도는 최대 초당 520MB다. 연속 읽기, 쓰기 속도는 최대 10만아이옵스(IOPS)다. 아이옵스는 메모리의 랜덤쓰기속도를 측정하는 방식으로 메모리와 전자기기 사이에 초당 데이터 교환 횟수를 의미한다. 시스템의 전반적 성능을 평가하는 PC마크 벤치마크 툴을 돌려봤더니 840 프로 대비 10% 가량 좋아진 것으로 나타났다. PC마크 밴티지 역시 성능 결과가 좋게 나왔다.

내구성(Endurance)과 신뢰성(Reliability) 역시 높아졌다. V낸드를 탑재했기 때문에 당연한 결과다. 850 프로는 기존 840 프로 대비 내구성이 2배 가까이 높아졌다. 소비자들이 테스트한 결과를 보면, 27나노 낸드플래시가 기반인 830은 1페타바이트(PB) 이상의 데이터를 쓸 수 있었다. 19나노 칩이 적용된 840 프로는 3PB였다. V낸드는 이보다 2배 더 데이터를 쓸 수 있을 것으로 본다. 대기 상태에서 전력소모량도 0.3~0.4와트로 일부 줄어들었다. 동작 중 전력소모량은 10~38%나 감소한다. 데이터 보안의 경우 Class 0 SED, TCG/Opal 2.0, eDRIVE(IEEE1667) 세 가지 방식을 모두 지원한다. RAPID(Real- time Accelerated Processing of I/O Data Mode) 기술의 경우 1.0에서 진화한 2.0이 탑재된다. 1.0은 1GB의 메모리를 사용할 수 있었던 데 반해 2.0은 25%, 그러니까 8GB D램이 탑재된 시스템이라면 2GB를 캐시로 활용할 수 있다. 이에 따라 반응속도(responsiveness)가 1.8배 높아진다.

가격은 128, 256, 512GB 및 1TB가 각각 129.99달러, 199.99달러, 399.99달러, 699.99달러다. 미국 시장 기준이며 부가세(VAT)가 포함되지 않은 가격이다. 7월 21일부터 출시된다. 워런티는 무려 10년이다.

=공식 Q&A

Q. 3비트 V낸드도 나오나
계획을 가지고 있다. 별도로 발표를 할 예정이기 때문에 오늘은 말을 아끼겠다. 조만간 대대적인 3비트 V낸드 기술을 발표할 것이다. 기대해도 좋다.

Q. 4비트의 상용화도 가능하지 않을까 생각해본다.
내구성을 충분히 확보할 수 있느냐가 관건이다. 가능할 것이라고 본다.

Q. 리뷰 샘플 패키지를 보면 워런티 기간이 5년으로 적혀 있었다. 왜 10년으로 바뀌었나?
850 프로의 모든 장점을 고려했을 때 10년이 알맞다고 생각했다(10년 워런티 결정은 얼마 전에 내려졌다는 것으로 추정 가능).

Q. 데이터센터용 SSD의 워런티도 10년으로 할 것인가
아니다. 데이터센터용은 여전히 5년이다.

Q. 3D V낸드플래시는 SSD 외 어디에 또 적용되나
내년에는 태블릿이나 스마트폰으로 확장할 계획을 가지고 있다.

Q. SSD를 만드는 타사에 V낸드를 제공할 계획 있나
없다. 우리만 쓸 것이다.

Q. V낸드 아래쪽 칩(Die) 면적은 계속 동일할까?
다이 면적을 유지하면서 적층 수를 늘리고 있다. 계속 비슷한 수준을 유지할 것이다.

Q. 몇 층까지 올라갈 수 있을까
무한대라고 본다. 그러나 층수를 올리는 데에는 현실적인 여러 요건을 고려해야 한다.

Q. 층수와 성능의 연관 관계는?
층수가 다르더라도 같은 성능을 전달하기 위해 노력하고 있다. 데이터센터용 32단 SSD는 내년쯤 나올 것으로 본다.

Q. 32단 적층 낸드플래시의 Die 사이즈(면적)는 얼마인가
거기에 대한 답은 못 드릴 것 같다.

Q. 24단의 경우 사이즈가 나와있는데
비슷하다. 128Gb 용량 기준 10나노대라고 보면 된다.

Q. 평면형에선 셀간 간섭이 이슈였는데, 위로 쌓을 경우 셀과 셀 간 거리는?
0.1마이크로미터 미만으로 가능하다고 생각한다.

Q. 층수를 늘리면 셀간 거리가 더 가까워지지 않나
그렇지 않다.

Q. 5~10년 후 미래 제품의 도전과제는 무엇인가
전력소비량을 낮추는 것이다. 점점 더 집적도가 높아지기 때문이다.

SSD 850 PRO specifications:

Capacities:
128GB (MZ-7KE128BW)
256GB (MZ-7KE256BW)
512GB (MZ-7KE512BW)
1TB (MZ-7KE1T0BW)
Interface: Serial ATA 6Gb/s (compatible with SATA 3Gb/s and SATA 1.5Gb/s)
Form Factor: 2.5”
NAND Flash Memory: Samsung 32 layer 3D V-NAND
DRAM Cache Memory:
256MB (128GB)
512MB (256GB & 512GB)
1GB (1TB) LPDDR2
Claimed Performance
Sequential Read: Up to 550MB/s
Sequential Write: Up to 520MB/s
Random Read (4KB, QD32):
Max. 100,000 IOPS
Reliability: 2,000,000 hours Mean Time Between Failures (MTBF)
TBW: 150TBW (30,000 P/E Cycles)
Power Consumption:
Active Read/Write (Average): 3.3Watt/3.0Watt (1TB)
Idle: 0.4Watt
Device Sleep: 2mW
Temperature:
Operating: 0°C to 70°C
Non-Operating: -40°C to 85°C
Humidity: 5% to 95%, non-condensing
Vibration: Non-Operating, 20~2000Hz, 20G
Shock: Non-Operating,1500G, duration 0.5m sec, 3 axis
Dimensions (LxWxH): (100.00±0.25) x (69.85±0.25) x (6.80±0.20) mm
Weight Max: 66g (1TB)
Warranty: 10-year
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