삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품. 삼성전자 제공

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삼성전자가 업계 최고 단수를 구현한 '1Tb QLC 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다.

최근 AI(인공지능)향(向)으로 낸드 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 주도권을 강화할 것으로 삼성전자는 기대하고 있다.

삼성전자는 AI 시대 초고용량 서버 SSD(솔리드스테이트드라이브)를 위한 '1Tb(테라비트) QLC(쿼드레벨셀) 9세대 V낸드'를 업계 최초로 양산했다고 12일 밝혔다.

삼성 9세대 V낸드는 '채널 홀 에칭' 기술을 활용, 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈다.

채널 홀 에칭은 몰드 층을 순차적으로 적층한 다음 한 번에 전자가 이동하는 홀(채널 홀)을 만드는 기술이다. 셀의 평면적과 높이를 줄여 체적을 줄이고 단수를 높이는 핵심 기술로 꼽힌다.

특히 이번 QLC 9세대 V낸드는 셀과 페리의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드와 비교해 비트(Bit) 밀도가 약 86% 증가했다.

V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간·층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌는데, 이번 V낸드 제품에 '디자인드 몰드' 기술을 활용해 전작 대비 데이터 보존 성능을 20% 높였다는 게 삼성전자의 설명이다.

디자인드 몰드는 셀 특성 균일화 및 최적화를 위해 셀을 동작시키는 워드라인(WL)의 간격을 조절해 적층하는 기술이다.

삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품. 삼성전자 제공

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이번 QLC 9세대 V낸드는 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 이전 세대 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다.

아울러 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 비트라인(BL)만 센싱해 전력 소모를 최소화한 '저전력 설계 기술'도 적용됐다. 이를 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.

AI 시대에는 초고속 병렬 연산을 지원하는 HBM(고대역폭 메모리) 외에도 다양한 메모리 설루션이 필요하다.

특히 언어 모델 데이터 학습을 위해 대규모 데이터를 담을 공간이 필요하고, 추론 단계에서 알고리즘이 빠르게 동작하기 위한 고성능 스토리지도 필수로 꼽힌다.

삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품. 삼성전자 제공

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삼성전자는 고성능·고용량의 QLC 9세대 V낸드가 AI 서비스의 대중화를 앞당길 수 있는 혁신 제품으로 보고 있다.

낸드플래시는 데이터 저장 단위인 셀을 몇 비트로 저장하는지에 따라 SLC(1비트), MLC(2비트), TLC(3비트), QLC(4비트) 등으로 나뉜다. 비트 수가 늘어날수록 더 많은 용량을 집적할 수 있다.

현재 데이터센터 규모가 커지고 방대한 양의 데이터를 빠르게 처리하기 위한 설루션이 필요해지면서 업계 주류였던 TLC에서 QLC로의 전환이 이뤄지고 있다.

시장조사기관 트렌드포스는 올해 낸드플래시 매출이 전년 대비 77% 증가한 674억달러에 달할 것으로 전망했다.

특히 올해 QLC가 낸드 출하량의 20%를 차지하고, 이 비중은 내년에 대폭 증가할 것으로 예상된다.

삼성전자 QLC 9세대 V낸드 제품. 삼성전자 제공

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이와 관련, 삼성전자는 AI 서버용 제품을 중심으로 포트폴리오 구성을 강화하고 있다.

중장기적으로는 온디바이스AI, 전장(차량용 전자·전기장비), 엣지 디바이스 등 차세대 응용 제품의 포트폴리오를 확대한다는 전략이다.

허성회 삼성전자 메모리사업부 플래시개발실 부사장은 "9세대 TLC 양산 4개월 만에 9세대 QLC V낸드 또한 양산에 성공함으로써 AI용 고성능, 고용량 SSD 시장이 요구하는 최신 라인업을 모두 갖췄다"며 "최근 AI 용으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것"이라고 밝혔다.

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