메모리 반도체 총정리!! (DRAM, SRAM, NAND Flash 뭐가 다른건데?)

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메모리 반도체에 대한 정리를 

해보려고 합니다!

아직 배우는 학부생이니 피드백은 언제나 환영입니다ㅎㅎㅎ

 

메모리반도체는

정보(Data)를 저장하는 용도로 사용되는 반도체.

 

메모리 반도체에는 정보를 기록하고 기록해 둔 정보를 읽거나 수정할 수 있는 램(RAM, 휘발성)과

 

기록된 정보를 읽을 수만 있고 수정할 수는 없는 롬(ROM, 비휘발성)이 있다.

 

정보 저장방식에 따라 램(RAM)에는 D램과 S램 등이 있으며,

 롬(ROM)에는 플래시 메모리 등이 있다.

메모리 반도체는 말 그대로 기억장치이므로, 

얼마나 많은 양을 기억하고(대용량) 얼마나 빨리 동작할 수 있는가(고성능)가 중요하다.

 또한 최근 모바일 기기의 사용과 그 중요도가 높아지면서 메모리의 초박형과 저전력성 역시 중요해지고 있다. 

 

 

삼성반도체이야기 출처

어느정도 트리가 나눠졌으니

이제 계층구조에 대해 알아보면

 

이렇게 된다

요즘은 이 HDD가 SSD로 다 바뀌었다

계층이 위로 갈수록 고속으로 정보를 처리할 수 있다

 

먼저 위에서 봤듯이 메모리의 휘발성여부에 따라

SSD와 DRAM and SRAM으로 나눠지게 된다

 

SSD는 비휘발성 메모리로

저속이지만 고용량을 저장할 수 있다

 

그렇다면 DRAM과 SRAM은 

휘발성 메모리이면서 SSD보다는 고속일 것이다

추가로 SSD보다 저용량을 저장한다

 

이 DRAM과 SRAM을 나누는 기준은

리프레시 여부이다

 

DRAM은 변화가 잦은 메모리로서 데이터를 저장하기 위해서는

전력공급이 지속되어야 한다

이런 DRAM은 다이나믹 RAM으로 불리우는데 이는 데이터를 보전하기 위해

초당 수백번 이상의 리프레쉬, 즉 재충전 되어야 하기 때문이다

이는 DRAM의 구조로 알 수 있는데 

 

DRAM구조

이게 DRAM의 구조이다

DRAM의 cell은 = MOSFET 1개와 축전기 1개로 이루어져 있다

여기서 축전기의 역할로 정보를 저장하고

MOSFET으로 스위칭 역할을 하는데

축전기의 특성상 정보를 저장하기 위해선 리프레시가 필요하기 때문에

DRAM은 이러한 특성을 가지게 되는 것이다

 

SRAM은

static Random Access Memory로 불리우며

DRAM과 다르게 6개의 MOSFET으로 구성되 있고

축전기가 없기에 리프레시를 할 필요가 없다

또한 계층구조에 의거하여

DRAM보다 고속이지만 저장가능 용량은 작다

 

SRAM구조

이게 SRAM구조이다 

전체적인 논리회로 방식은 프리플랍이란 것인데

이는 나중에 다루도록 하고

지금은 단지 6개의 트랜지스터만 그림으로 찾아보자.

 

 

이렇게 DRAM, SRAM에 대해 알아봤고 

마지막으로 NAND flash는 뭔지 알아보자

이 플레시메모리는 초기 NOR방식과 NAND방식으로 나눠져 있었다고 한다

(NOR와 NAND는 정보를 저장하는데 있어서 처리하는 논리회로의 단순한 방법 차이이다)

어떤기업은 NOR방식이 유리한 것같아 이를 생산하기 시작했고

기억이 맞다면 삼성전자는 NAND방식을 생산했다

결국 살아남은 것은 NAND flash이다

 

이 NAND flash는 주로 SSD에 쓰인다

SSD는 아까 메모리 계층구조에서 봤듯 비휘발성 메모리이다

이 SSD의 주성분 반도체가 NAND인 것이다

 

NAND반도체는 DRAM에 비해 floating Gate라는 특이한 구조를 갖고있다

이에 따라 DRAM보다 집적도가 크다

이는 메모리를 더욱 세밀하게 공정할 수 있다는 뜻이고 

웨이퍼를 효율적으로 사용하여 value를 낮출 수 있다는 것이다

하지만 동시에 이 floating Gate의 영향으로 

동작속도는 DRAM에 비해 느린 편이다

그래서 SSD가 DRAM 보다 저속인 것이다

 

낸드 플래시 기본구조

이게 NAND flash구조이다

플로팅 게이트에서 극성에 따라 정보를 저장하는 역할을 하는데

이 플로팅게이트를 보호하기 위해 절연막으로 둘러쌓여 있다

따라서 이러한 절연막이 여러가지의 커패시턴스 성분을 만들기 때문에 

속도를 느리게 하는 것이다

 

 

 

다음 그리고 추후에는

이러한 여러가지의 메모리 반도체가 어떻게 정보를 읽고 쓰는지에 대해

하나하나 자세히 짚어 보도록 하자!