키오시아-샌디스크, 업계 최고 비트 집적도 구현한 신규 3D QLC 낸드 플래시 메모리 기술 공개

키오시아 홀딩스(Kioxia Holdings Corporation, 도쿄증권거래소 285A)의 자회사인 키오시아(Kioxia Corporation)와 샌디스크(Sandisk Corporation, 나스닥 SNDK)는 메모리 및 스토리지의 미래 콘퍼런스(Future of Memory and Storage Conference, FMS)에서 차세대 쿼드레벨셀(Quad-Level-Cell, QLC) 3D 플래시 메모리 기술을 공개했다. 이 기술은 8세대 대비 비트 집적도를 최대 60% 향상시켜 37Gb/mm²를 초과함으로써 비트 집적도, 성능, 전력 효율성에서 업계 기준을 수립했다.

양사의 혁신적인 CMOS 어레이 직접 접합(CBA) 기술을 활용하는 이 차세대 기술은 CMOS 로직과 메모리 어레이를 별도의 웨이퍼에 제조한 후 고정밀 웨이퍼 대 웨이퍼 정렬로 결합해 8세대 3D 플래시 메모리 대비 읽기 및 쓰기 대역폭을 향상시키며 초당 4.8기가비트(Gb/s) 인터페이스를 구현한 업계 최초의 QLC 3D 플래시 메모리 기술이 됐다.

추가적인 인터페이스 개선으로 입출력(I/O) 데이터 출력 전송 전력 효율성이 향상됐다. 이러한 대규모 전력 효율성 업그레이드는 최신 AI 및 클라우드 인프라의 전력 및 냉각 과제를 직접 해결한다.

미야지마 히데시(Hideshi Miyajima) 키오시아 최고기술책임자는 “AI가 사회 발전의 근간이 되면서 생성형 AI에서 에이전트 기반 및 피지컬 AI로 애플리케이션이 확장되고 있으며, 데이터 활용이 점점 더 다양화되고 정교해지고 있다. QLC 기술은 빠르게 증가하는 데이터 볼륨을 효율적으로 저장해 AI 시스템의 더 높은 성능과 확장성을 제공하는 데 기여한다. 키오시아는 QLC 기술을 탑재한 10세대 플래시 메모리 제품의 상용화를 향한 개발을 가속화할 것”이라고 말했다.

알퍼 일크바하르(Alper Ilkbahar) 샌디스크 최고기술책임자는 “AI 훈련, 추론, 하이퍼스케일 데이터센터 워크로드가 데이터 생성의 전례 없는 급증을 견인함에 따라 스토리지 업계는 더 높은 용량, 더 높은 성능, 개선된 에너지 효율성을 제공해야 하는 압박이 커지고 있다”며 “QLC 낸드의 성능 및 효율성 한계를 재정의함으로써 10세대 QLC 3D 플래시 메모리는 집적도, 대역폭, 에너지 효율성을 동시에 향상하고, 차세대 인프라 애플리케이션을 위한 확장 가능한 기반을 제공하는 대용량 플래시 스토리지의 새로운 패러다임을 확립한다”고 밝혔다.

10세대 QLC 3D 플래시 메모리 기술의 주요 특징은 다음과 같다.

· 332단 아키텍처와 최적화된 플로어플랜(floorplan) 설계로 8세대 대비 비트 집적도를 최대 60% 향상시켜 37Gb/mm² 이상을 달성

· 고속 인터페이스의 완전한 잠재력을 실현하기 위한 토글 DDR6.0과 개별 커맨드 어드레스(SCA) 프로토콜을 통한 4.8Gb/s3 낸드 인터페이스 지원

· 집적도 스케일링, 성능, 제조 효율성을 향상시키는 CMOS 어레이 직접 접합(CBA) 아키텍처

· I/O 데이터 출력 전송 전력 효율성을 향상시키는 전력 분리형 저탭 터미네이션(PI-LTT, Power-Isolated Low-Tapped Termination)