SSD가 아파트가 되어버린 사연

초기의 SSD란 단층 원룸 주택들을 지어서, 한 집에 한 사람이 들어가 사는 것과 같았다. 이것이 SLC 방식이다.
방의 크기를 공정 미세화 정도와 같다고 여긴다면, 초기 SLC SSD는 30-20평 중반의 집에 한 사람이 들어가 사는것과 같았다.
초기의 SSD는 말썽을 일으키는 일이 드물었지만, 제조사들은 어느정도의 불안정함을 감수하고 집적도를 높여 좀 더 고용량의 SSD를 판매하길 원했다.

SSD의 용량을 늘리기 위해 두가지 방법이 동원되었다. 공정미세화로 더 집적도를 높이고, 저장 방식을 SLC에서 MLC로 다시 MLC에서 TLC로 바꾸는 것이었다.
공정을 미세하게 만든다는 것은 생활공간의 규모가 축소된다는 것이고 SLC에서 MLC로의 저장방식 변화는 한 집에 한 명이 아니라 두 명을 수용한다는 의미였다.
이렇게 변화를 거친 MLC 방식의 SSD들은 20평 초반의 집 한 채에 두 명이 들어가 사는 모양새가 되었다. 그리하여 단체생활에서 비롯되는 갈등을 조정하기 위해 규율이 필요하듯, SSD에 달린 컨트롤러들도 기존보다 정교한 제어기능을 요구하게 되었다.
그러나 이 때에 이르러 기존의 SLC SSD에 비해 같은 면적에 두배의 저장 용량을 가지게 되었는데, 2012년 즈음이면 128GB MLC SSD를 15만원 정도에 구할 수 있었다.

이제 SSD 제조사들은 기존의 방식을 강화하여 더 공정을 미세하게, 저장방식을 MLC에서 TLC로 변경하기에 이르렀다.
그러자 그 때의 TLC SSD는 마치 16-14평 짜리 집에 세 사람이 모여서 사는 꼴이 되었다.
상상해보라, 2010년대 한국에서 14평짜리 집에 3인가족이 모여서 살면 상당히 불편할 것이다. 성인 세 명이 붙어서 산다고 생각해도 끔찍하고…
2016년경 평면형 TLC SSD는 아무리 좋은 공정에 정교한 컨트롤러를 써도 각종 프리징, 오류, 벽돌증상 등으로 악명을 떨쳤고, 기존 MLC SSD보다 보증기간도 짧았다. 그래서 SSD에 대해 조금이나마 아는 사람이라면 TLC SSD 대신 구공정 MLC SSD를 더 선호했다.

일반적으로 SSD는 공정이 미세화될수록, 셀당 저장 방식이 SLC-MLC-TLC-QLC-…순으로 변할 수록 셀당 재기록 횟수가 줄어든다. 간단하게 말하면 셀 안에는 전자가 들어가는데,  공정이 미세화되면 셀과 셀 사이 간격이 줄어들어 셀 안의 전자들이 서로 간섭을 일으켜 오류가 발생할 확률이 높아진다. 그리고 셀당 저장방식이 SLC에서 TLC로 바뀐다는 것은 셀 안의 전자의 전압 변화를 통해 SLC는 셀당 1비트(2가지) 정보를 저장하지만 TLC는 셀당 3비트(8가지) 정보를 저장한다. 그래서 공정미세화와 셀당 저장방식의 변화가 겹치면 필연적으로 오류를 일으킬 확률이 높았던 것이다.

현재의 SSD는 이러한 문제점으로부터 벗어나기 위해 적층형 SSD를 생산하는데, 일명 3D NAND SSD라고도 한다. 덜 미세한 40-30 나노미터 공정을 사용한 셀을 많게는 64층까지 쌓아서 하나의 SSD 칩을 만드는 것이다. 이리하여 셀당 재사용 횟수도 늘고, 용량도 안정적으로 증대시킬 수 있게 되었다.
그래서 요즘 SSD는 단층주택이라기 보다 아파트에 가까우며, 30평대 중반의 집에 3인 혹은 2인이 사는 것으로 비유할 수 있다.