삼성, 최초 ‘QLC 9세대 V낸드’ 양산…낸드도 초격차

삼성전자 QLC 9세대 V낸드./삼성전자

삼성전자가 업계 최초로 QLC(쿼드레벨셀) 기반의 '9세대 V낸드' 양산에 성공했다. 이는 TLC(트리플레벨셀) 기반 9세대 V낸드를 지난 4월 최초로 양산한 후로 4개월 만에 이룬 성과다. 인공지능(AI) 기술의 확산으로 고성능·고용량의 제품 수요가 급증하고 있는 고성능 솔리드스테이트드라이브(SSD) 시장에 대응하기 위한 발빠른 조치다. 낸드플래시 1위 삼성전자는 고성능은 TLC, 고용량은 QLC 등 탄탄한 V낸드 라인업으로 맞춤 솔루션을 강화하며, 시장 리더십을 굳건히하겠다는 목표다.

12일 삼성전자는 초고용량 서버 SSD를 위한 '1Tb(테라비트) QLC 9세대 V낸드'를 최초로 양산했다고 밝혔다. 삼성전자는 브랜드 제품을 시작으로 향후 모바일 UFS, PC 및 서버SSD 등 QLC 9세대 V낸드 기반 제품 응용처를 점차 확대할 계획이다.

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 AI향으로 수요가 급증하고 있는 기업용 SSD 시장에서의 리더십이 더욱 부각될 것"이라고 밝혔다.

대규모의 데이터를 활용해야 하는 AI 산업이 날로 확대되면서 고용량의 스토리지에 대한 수요가 높아지고 있다. 이 배경에는 AI용 데이터센터의 전력 비용을 최소화 하기 위해 단일 스토리지 서버당 고용량의 메모리를 필요로 하고 있고, 멀티모달 AI 모델 확산에 따른 고성능 스토리지 수요가 높아지고 있기 때문이다. 그러면서 기업용으로 쓰이는 SSD 수요가 부각되고 있다.

시장조사기관 트렌드포스는 올해 AI SSD 조달 용량이 45엑사바이트(EB)를 넘어설 것으로 전망했다. 향후 AI 서버는 연평균 60% 이상의 SSD 수요 증가를 견인할 것으로 예상했고, 올해 전체 낸드 소비량의 5%였던 AI SSD 수요가 2025년에는 9%까지 증가할 것으로 예측했다.

특히 기업용 SSD 중 고용량을 지원하는 QLC 낸드 기반의 제품 수요가 높아지고 있다. 낸드는 데이터를 저장하는 최소 단위인 '셀'에 몇 개 정보(비트)를 담을 수 있는지에 따라 종류가 나뉜다. 1개 셀에 1비트를 담으면 싱글레벨셀(SLC), 2비트를 담으면 멀티레벨셀(MLC), 3비트는 트리플레벨셀(TLC), 4비트는 QLC 등으로 분류된다. QLC는 다른 낸드와 비교해 한 셀에 더 많은 비트를 저장하다 보니 같은 면적에서 더 많은 용량을 지원한다.

삼성전자의 9세대 QLC는 독보적인 '채널 홀 에칭' 기술을 활용해 더블 스택 구조로 업계 최고 단수를 구현해냈고, 셀과 페리의 면적을 최소화해 이전 세대 QLC V낸드 대비 약 86% 증가한 업계 최고 수준의 비트 밀도를 자랑한다. V낸드의 적층 단수가 높아질수록 층간, 층별 셀 특성을 균일하게 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이를 위해 '디자인드 몰드' 기술이 활용됐다. 이를 통해 데이터 보존 성능을 이전 제품보다 약 20% 높였다.

9세대 QLC는 셀의 상태 변화를 예측해 불필요한 동작을 최소화하는 '예측 프로그램 기술' 혁신을 통해 이전 세대 QLC 제품 대비 쓰기 성능은 100%, 데이터 입출력 속도는 60% 개선했다. 또한 낸드 셀을 구동하는 전압을 낮추고 필요한 BL만 센싱해 전력 소모를 최소화한 '저전력 설계 기술'을 통해 데이터 읽기, 쓰기 소비 전력도 각각 약 30%, 50% 감소했다.