"데이터센터서 4년 사용시 신뢰 약해진다" 연구결과
삼성 문제해결 공정 도입
낸드 안정성 높이기 집중
삼성 문제해결 공정 도입
낸드 안정성 높이기 집중
[디지털타임스 황민규 기자] 하드디스크드라이브(HDD)를 대체할 차세대 저장장치(스토리지)로 급부상한 솔리드스테이트드라이브(SSD)의 안정성 문제가 다시 도마 위에 올랐다. 대표적인 수요처인 데이터센터에서 4년 이상 사용할 경우 신뢰성이 약해진다는 연구결과가 나온 것이다.
4일 업계에 따르면 구글은 데이터센터용 SSD에 대한 연구 논문에서 서버용 SSD를 사용한 지 4년 만에 30~80% 확률로 '배드블록'(Bad Block) 현상이 나타났다고 소개했다. 배드블록이란 메모리 스토리지 시스템 안에 물리적, 전기적 손상 등으로 특정 영역의 메모리 셀이 복구 불가능한 상태에 빠지는 것을 말한다.
일반적으로 SSD는 수십 개의 낸드플래시와 콘트롤러 칩 등으로 구성한다. 낸드는 정보를 저장하고, 콘트롤러는 필요한 정보를 기록하거나 불러오는 역할을 한다. 문제는 이처럼 정보를 불러오거나 기록할 때 낸드의 내구성이 약해진다는 것이다. 보편적으로 쓰이는 멀티레벨셀(MLC) 낸드를 기준으로 읽고 쓰기를 수천 회 이상 반복할 경우 내구성이 급격히 약해져 배드블록의 발생한다는 것이 업계 전문가들의 진단이다.
배드블록이 발생한 셀은 사실상 저장한 정보를 잃는다. SSD 콘트롤러가 배드블록을 아예 인식하지 못하기 때문이다. 반도체 업계 관계자는 "HDD의 경우 비슷한 사례를 배드섹터(Bad Sector)라고 칭하는데 SSD와 달리 보정 프로그램을 통해 대부분 복구가 가능하지만, SSD의 경우 완전히 사라진다"고 설명했다.
구글은 보고서상에서도 SSD의 이 같은 문제점을 명시했다. 평상시 SSD 스토리지 시스템에서 오류가 발생할 확률은 HDD보다 낮지만 정보 손실을 일으키는 '회복 불능의 오류 발생률'(Uncorrectable Bit Error Rate)은 더 높다. 특히 이 문제는 플로팅 게이트 구조의 낸드 제품에서 더 자주 나타났다. 플로팅 게이트 구조의 낸드의 경우 정보를 셀에 저장하는 과정에서 일부 전자가 산화막에 들러붙는데, 낸드의 신뢰성을 떨어뜨리는 것으로 알려졌다.
세계 최대의 낸드 업체인 삼성전자는 SSD에 탑재하는 낸드의 신뢰성 문제를 해결하기 위해 메모리 업계에서 가장 난해한 공정 중 하나로 꼽히는 CTF(Charded Trap Flash) 방식의 공정을 3D 낸드 생산에 도입했다. CTF는 부도체에 전기신호를 가둬두는 기술로, 기존 플로팅 게이트 방식보다 낸드의 안정성을 높여준다.
도현우 미래에셋증권 연구원은 "SSD는 서버 시장에서 주요 저장매체로 사용할 수 있지만, HDD를 완전히 대체할 수 있는 수준까지는 신뢰성이 올라오지 못했다"며 "SSD가 대세로 자리 잡아도 스토리지 백업을 위해 HDD 또한 주요 스토리지로 계속 사용할 것"이라고 설명했다.
황민규기자 hmg815@dt.co.kr
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