낸드플래시와 D램 각각의 특징, 차이점, 장단점 간단하게 알기

낸드플래시란?

플래시 메모리는 비휘발성 반도체 저장장치 입니다. 즉 한번 데이터를 쓰면 전원이 없어도 그 데이터를 저장하고 있게 됩니다. 

 

낸드플래시의 특징(장점/단점)

메모리에 데이터를 쓰기/지우기 속도는 빠르지만, 읽기 속도가 느립니다. 읽기속도가 CD나 플로피디스켓 보다 약간 빠른정도라고 합니다. 

제조단가가 NOR플래시보다 저렴하고, 집적도가 높습니다. 

 

읽고 쓰는데 수명이 있습니다. 이 수명 횟수를 넘어가면 더이상 데이터를 쓰거나 읽을 수 없습니다. 

 

낸드플래시 쓰고/읽기의 과정 (원리)

낸드플래시메모리의 단면입니다. 일단 데이터를 쓰고 읽는다는 것은 결국 0과 1을 구분할 수 있는 상태를 만드는 것을 의미합니다. 

 

데이터쓰기

Control gate와 Drain에 강한 양 전압을 걸어주면, Source에서 Drain을 이동하던 전자가 Control gate의 강한 전압에 의해 Tunnel oxide를 통과해서 Floating gete로 들어가게 됩니다. (쓰기 과정 끝) 보통의 경우에는 oxide를 통과할 수 없지만 앞서 말한 것 처럼 Control gate에 강한 전압을 걸었기 때문에 이 절연막을 전자가 통과할 수 있게 되었습니다. 

 

데이터 읽기 

간단하게 설명하면, 데이터를 쓴 셀의 경우, 그 셀의 Floating gate에 전자가 있고, 이 전자가 Source와 Drain 채널의 전자의 흐름을 방해해서 잘 흐르지 못하게 합니다. 그 셀은 전류가 흐르지 않는 open상태 즉, 전류가 흐르지 않는 것을 0이라고 인식하게 됩니다. 반대로 Floating gate에 전자가 없는 셀은 Source와 Drain사이에 전류가 잘 흐르게 됩니다. 

기판에서 모든 셀은 비트라인이 연결되어 있고, 비트라인에서 전압을 가합니다. 그러면 각 셀은 워드라인은 연결이 되어 있는데 이 워드라인은 각각의 셀입니다. 읽고자 하는 워드라인에 0v를 가했을 때, 데이터가 있는 경우(Floating gate에 전자가 있는 경우)는 Source - Drain사이에 전류가 잘 흐르지 못하고 이를 인식해서 데이터 0 을 나타냅니다. 

 

데이터 지우기

데이터 쓰기와 반대로, Source와 Body에 역전압을 가해서 Floating gate에 있는 전자를 밖으로 빼내게 됩니다. 

 

DRAM이란?

메모리의 한 종류로 데이터 시간과 전원의 끊김에 따라 소멸되는 특징을 가집니다. DRAM은 한 개의 셀 당 캐패시터1개, 트랜지스터1개를 가집니다. 

DRAM특징

집적도가 높아 대용량화 하기 용이합니다.

비트 당 단가가 저렴합니다.

동작속도가 플래시보다 빠릅니다.

 

매순간리프레시작업이 필요 (단점)

동작속도가 SRAM보다 느립니다. (단점)

 

DRAM 쓰고/읽기의 과정 (원리)

쓰기 

쓰기는 캐패시터에 전하를 충전하는 과정을 말합니다. 트랜지스터의 게이트라인에 전압을 가하고 (워드라인) 소스부분에도 전압을 가하면(비트라인) 캐피시터에 전하가 충전이 됩니다.

 

읽기 

읽기는 캐피시터에 전하가 있는지 없는지를 구분하는 것입니다. 트랜지스터의 게이트라인에 전압을 가해서 소스와 드레인 사이에 채널을 형성시켜줍니다. 이때 비트라인에 0 전압을 가했을 때, 캐패시터에서 전하가 빠져나온다면, 데이터가 있는 것으로 간주하고 1로 읽게 됩니다.