[ Nandflash ] 04. 낸드플래시와 메모리구조

낸드 플래시 메모리

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NAND Flash Memory

반도체의 셀이 직렬로 배열되어 있는 플래시 메모리의 한 종류

• 플래시 메모리(Flash Memory)는 반도체 칩 내부의 전자회로 형태에 따라 직렬로 연결된 낸드 플래시와 병렬로 연결된 노어플래시로 구분된다.
• 낸드플래시는 용량을 늘리기 쉽고 쓰기 속도가 빠른반면 노어플래시는 읽기속도가 빠른 장점을 갖고 있다.(NOR가 쓰기가 수천배 느리다 -> 치명적 단점)
• 낸드 플래시는 저장단위인 셀을 수직으로 배열하는 구조이기 때문에 좁은 면적에 많은 셀을 만들 수 있어 대용량화가 가능하다.
• 또한 데이터를 순차적으로 찾아가 읽기 때문에 노어플래시보다 읽기 속도는 느리지만 별도로 셀의 주소를 기억할 필요가 없어 쓰기속도는 훨씬 빠르다.
• 제조단가가 노어플레시보다 싸다. 이론적으로 한 셀당 면적이 NOR형의 40% 수준이다. 수많은 셀을 집적해서 대용량을 구현하는 플래시 메모리에 있어서 작은 면적은 엄청난 장점이다. ( 면적=단가 )

=> 이처럼 낸드플래시는 소형화, 대용량화가 가능하기 때문에 다양한 모바일 기기 및 전자제품의 저장장치로 사용되고 있다!

낸드플래시 메모리 구조

NAND 플래시 메모리는 기본 구조로 하나의 페이지를 가지며, 이 페이지가 여러 개 모여서 블록을 구성한다.

블록은 소블록과 대블록, 두 개의 형태를 갖는다.

소블록은 512바이트 크기의 페이지가 32개로 이루어져있으며

대블록은 용량에 따라 2K 또는 4KB의 크기를 갖는 페이지가 64개 모여서 하나의 블록을 구성한다.

하나의 페이지는 주 데이터 영역과 보조 데이터 영역으로 구분된다.

주 데이터 영역은 소블록 NAND 플래시 메모리의 경우 512바이트이며 , 대블록 NAND 플래시 메모리 는 2KB 또는 4KB이다.

보조 데이터 영역은 소블록 NAND 플래시 메모리는 16바이트지만 대블록 NAND 플래시 메모리는 64바이트 또는 128바이트이다.

주 데이터 영역은 주로 프로그램이나 리소스 데이터를 저장하는 용도로 사용된다.

보조데이터 영역은 주 데이터 영역의 보조적인 역할을 담당하며, bad-block에 대한 정보나 ECC(Error Correction Code)값을 저장하는 용도로 주로 사용된다.

하지만, 이 같은 역할을 수행해도 남는 영역이 존재하게 되는데, 이러한 영역은 사용자의 임의 목적으로 사용될 수 있으며 여러가지 컨트롤 정보를 저장할 수 있다.

소블록 플래시 메모리	대블록 플래시 메모리
- 16KB 크기의 블록들로 구성 - 각 블록은 32개의 페이지로 구성 - 각 페이지는 (512+16) Byte로 구성	- 128KB 크기의 블록들로구성(MLC의 경우 256KB) - 각 블록은 64개의 페이지로 구성(MLC의 경우 128개) - 각 페이지는 (2048+64) Byte로 구성

• 즉, Page가 모여 Block이 되고, Block이 모여 Plane이 되고, Plane이 모인 것이 NAND 플래시 메모리 칩이다.
  • Page : 데이터 저장의 기본단위로 셀의 집합 -> 읽기, 쓰기 작업의 최소 단위
  • Block : 페이지의 집합 -> 삭제 작업의 최소 단위
  • Plane : 블록의 집합 -> 연산 처리의 단위