초대용량 SSD 핵심기술 개발

원유집 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 초대용량 SSD 핵심기술을 개발했다.

한양대학교는 MLC SSD 핵심기술 개발사업단(단장 원유집)이 데이터 처리속도와 안정성은 올리고 전력소모와 면적을 줄여 초대용량 플래시 메모리 SSD 핵심기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

한양대 사업단은 정부의 산업원천기술개발사업의 지원을 받아 4년간 96건의 특허를 확보했다.

한양대가 주관인 MLC SSD 핵심기술 개발사업단은 낸드플래시 기반의 4TB급 초대용량 스토리지 시스템 핵심기술 개발을 목표로 2010년 3월에 활동을 시작했다.

원유집 교수가 이끌고 있는 이 사업단은 5개 대학, 3개 기업의 대형규모로 한양대·서울대·한국과학기술원·단국대·성균관대로 구성돼 있다.

MLC SSD 사업단은 4년간의 연구개발을 통해 총 96 개의 특허를 출원했고 그 중 23건은 등록이 됐다.

13건의 특허 등록을 한 SSD 콘트롤러 분야 샌드포스사, 24건을 특허 등록한 스토리지 신호처리 분야 아노비트사가 LSI로직사와 애플사에 각각 3억7000만 달러와 약 5억달러에 매각된 것을 고려하면, MLC SSD 사업단에서 개발한 연구개발의 결과는 경제적 가치가 크다고 추정할 수 있다.

특허기술의 상용화를 위해서는 3개의 중소·중견기업이 참여하고 있다.

국가 간의 특허전쟁이 국가경쟁력 제고에 핵심 사안으로 등장하고 있는 가운데 한양대 대용량 MLC SSD 핵심기술 개발 사업단의 지적재산권 확보는 정부연구 개발사업의 성공사례로 꼽힌다는 평가다.

각 특허기술은 이미 시제품을 통해 우수성이 확인됐다.

호스트 컴퓨터와 저장장치간의 통신 기능을 하는 6Gbps SATA Gen.3 인터페이스 물리계층(PHY) 시제품을 국내 최초로 개발했다.

집적회로(IC)의 경우 면적과 소비 전력이 핵심 기술로 꼽히는데 현재 세계 최고로 알려진 미국의 시놉시스사의 0.08mm2 보다 작은 0.78mm2의 작은 면적, 100mW의 소비전력으로 20mW 적은 전력 소비를 한다.

SSD의 경우 하나의 낸드플래시 셀에 저장하는 비트가 많아질수록, 저장매체의 신호를 검출해 오류를 정정하는 기술이 핵심이다.

한양대 사업단에서 개발한 BC-BCH부호를 위한 터보 복호 알고리즘은 경판정 복호시 발생하는 오류마루 문제를 해결하기 위해, 연판정 정보를 활용한 BC-BCH 부호 복호 기술로 경판정 복호에 비해 오류 정정 성능이 100배 이상 향상되는 결과를 보였다.

또 오류정정코드 IC는 SSD의 낸드 플래시가 붙어 있는 채널마다 필요해 SSD가 대용량화될수록 소비 전력이 문제가 된다.

이를 해결하기 위해 복호하는데 드는 전력을 30% 낮추는 에너지 확장가능한 4KByte LDPC 복호화기 IC를 개발했다.

SSD의 하드웨어적 요소가 인터페이스와 오류정정 코드라면, 소프트웨어적 기술요소는 SSD 콘트롤러다. 일반적으로 사용되고 있는 페이지 매핑 기반의 낸드플래시의 페이지 관리 기법은 대용량화가 될수록 매핑 테이블의 크기가 커지는 단점이 있다.

테라바이트급의 페이지 기반 매핑 테이블은 기가바이트 단위의 크기를 갖고 있는데, 사업단이 개발한 폴리몰픽 매핑 테이블은 페이지 기반 패핑 테이블보다 93% 작은 크기로 관리하는 기법을 활용한다.

낸드플래시 메모리를 주 저장장치로 사용하는 안드로이드 스마트폰의 속도는 입/출력 속도에 의해 결정되는데, 이 속도를 추가 하드웨어 탑재 없이 소프트웨어 최적화 기법만으로 약 300% 향상시키는 기술을 제시해 S/W 최고학술회의라고 할 수 있는 유제닉스(USENIX) ATC에서 최우수논문상을 수상했다.