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Memory 세미나 내용, RAM ROM Flash NOR NAND

"Memory 세미나 내용, RAM ROM Flash NOR NAND"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.01.16 최종저작일 2019.02
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Memory 세미나 내용, RAM ROM Flash NOR NAND
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    소개

    "Memory 세미나 내용, RAM ROM Flash NOR NAND"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. Memory란?
    1) Memory의 종류
    2) 반도체 기억장치

    2. RAM(Random Access Memory)
    1) SRAM(Static RAM)
    2) DRAM(Dynamic RAM)
    (1) Fast Page Mode
    (2) EDO DRAM & Burst EDO DRAM
    (3) SDRAM(Synchronous DRAM)

    3. ROM(Read Only Memory)
    1) 종류
    2) Memory Cell의 동작 - Data Write(Program) / Read / Erase

    4. Flash Memory
    1) 구조
    2) NAND Flash Memory - Array / 동작 / Bad block & ECC / 종류 / 성능 / 수명 / Address / Interface / Timing
    3) NOR Flash Memory - Array / Interface
    4) eMMC & UFS

    본문내용

    - 자기 표면 기억장치 (magnetic memory device)
    : 자화 물질로 코팅 된 표면에 자화 방향에 따라 정보를 저장
    낮은 코스트, 비 휘발성의 장점.
    (Flash Memory의 개발 이전의 ROM은 2개의 Tr로 이루어져 있어 코스트가 높았다.)
    높은 전력소모, 소형화의 부적합, 외부 충격의 치명적이란 단점.
    - 반도체 기억장치
    : 반도체 물질인 실리콘을 사용하여 제작(전기적 속성)

    RAM
    전원이 유지 되는 동안만 사용이 가능하다.(휘발성)
    data 처리 속도가 빨라 CPU의 연산이나 응용프로그램 로딩, 데이터 일시 저장 등의 이용된다.

    ROM
    전원 차단 이후에도 Data가 유지 된다. (비휘발성)
    바이오스(BIOS), 운영체제(OS), 펌웨어 저장의 사용된다.
    기본적으로 Read만 가능했으나, ROM writer를 통해 프로그래밍이 가능하도록 발전 됐다.

    Flash Memory
    EEPROM의 일종으로 data 처리 속도가 보완되고 대용량화 된 형태이다.
    ROM처럼 data를 보존할 수 있으며, RAM처럼 자유롭게 읽고 쓰기가 가능하다.

    참고자료

    · 없음
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    • 1. Memory의 종류
      Memory는 컴퓨터 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 메모리의 종류는 크게 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리로 나눌 수 있습니다. 휘발성 메모리는 전원이 꺼지면 데이터가 사라지는 반면, 비휘발성 메모리는 전원이 꺼져도 데이터가 유지됩니다. 대표적인 휘발성 메모리로는 SRAM과 DRAM이 있으며, 비휘발성 메모리로는 ROM, 플래시 메모리, eMMC, UFS 등이 있습니다. 각 메모리 종류는 용도와 특성이 다르므로, 시스템 설계 시 적절한 메모리 선택이 중요합니다.
    • 2. 반도체 기억장치의 구조와 동작
      반도체 기억장치는 크게 메모리 셀 어레이, 행/열 선택 회로, 입출력 회로 등으로 구성됩니다. 메모리 셀 어레이는 데이터를 저장하는 기본 단위이며, 행/열 선택 회로는 특정 메모리 셀에 접근하여 데이터를 읽고 쓰는 역할을 합니다. 입출력 회로는 외부 시스템과의 데이터 송수신을 담당합니다. 메모리 동작은 크게 읽기, 쓰기, 소거 등으로 이루어지며, 각 동작 시 메모리 셀 어레이와 주변 회로의 상호작용을 통해 이루어집니다. 메모리 동작 속도와 효율성을 높이기 위한 다양한 기술이 개발되고 있습니다.
    • 3. SRAM과 DRAM의 구조 및 동작
      SRAM(Static RAM)과 DRAM(Dynamic RAM)은 대표적인 휘발성 메모리입니다. SRAM은 플립플롭 회로로 구성되어 전원이 공급되는 한 데이터가 유지되는 특징이 있습니다. DRAM은 커패시터와 트랜지스터로 구성되어 주기적인 리프레시가 필요합니다. SRAM은 DRAM에 비해 빠른 속도와 낮은 전력 소모의 장점이 있지만, DRAM에 비해 집적도가 낮고 가격이 비싼 단점이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 SRAM은 캐시 메모리, DRAM은 메인 메모리로 주로 사용됩니다. 두 메모리의 구조와 동작 원리를 이해하는 것은 컴퓨터 시스템 설계에 매우 중요합니다.
    • 4. SDRAM의 고속화 기술
      SDRAM(Synchronous DRAM)은 DRAM의 발전 형태로, 시스템 클록과 동기화되어 동작하는 메모리입니다. SDRAM의 고속화를 위해 다양한 기술이 개발되었습니다. 대표적으로 버스트 모드, 파이프라인 기술, 멀티뱅크 구조 등이 있습니다. 버스트 모드는 연속된 데이터를 한 번에 전송하여 속도를 높이고, 파이프라인 기술은 명령어와 데이터 전송을 병렬로 처리하여 대역폭을 향상시킵니다. 멀티뱅크 구조는 여러 개의 뱅크를 병렬로 동작시켜 데이터 처리 속도를 높입니다. 이러한 고속화 기술들은 SDRAM의 성능을 크게 향상시켰으며, 현대 컴퓨터 시스템의 핵심 메모리로 자리잡았습니다.
    • 5. ROM의 종류와 특징
      ROM(Read-Only Memory)은 비휘발성 메모리로, 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 특징이 있습니다. ROM의 종류로는 마스크 ROM, PROM, EPROM, EEPROM 등이 있습니다. 마스크 ROM은 제조 과정에서 데이터가 결정되며, PROM은 일회성 프로그래밍이 가능합니다. EPROM은 자외선으로 데이터를 지울 수 있고, EEPROM은 전기적으로 데이터를 지우고 쓸 수 있습니다. 각 ROM 종류는 데이터 저장 방식, 프로그래밍 방법, 소거 방법 등에서 차이가 있으며, 용도에 따라 적절한 ROM을 선택해야 합니다. ROM은 운영체제, 펌웨어 등 시스템 부팅에 필요한 코드를 저장하는 데 주로 사용됩니다.
    • 6. 플래시 메모리의 구조와 동작
      플래시 메모리는 전기적으로 데이터를 지우고 쓸 수 있는 비휘발성 메모리입니다. 플래시 메모리는 크게 NOR 플래시와 NAND 플래시로 구분됩니다. NOR 플래시는 랜덤 액세스가 가능하고 읽기 속도가 빠르지만 쓰기/지우기 속도가 느린 반면, NAND 플래시는 순차 액세스가 주로 이루어지고 쓰기/지우기 속도가 빠르지만 읽기 속도가 느립니다. 플래시 메모리의 동작은 프로그래밍, 읽기, 소거 등으로 이루어지며, 각 동작 시 전압 조절, 타이밍 제어 등이 필요합니다. 플래시 메모리는 저장 장치, 임베디드 시스템 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다.
    • 7. 플래시 메모리의 특징 및 관리 기술
      플래시 메모리는 비휘발성, 전기적 소거/프로그래밍, 높은 집적도 등의 특징을 가지고 있습니다. 그러나 제한적인 쓰기/지우기 수명, 불균일한 마모, 느린 랜덤 액세스 속도 등의 단점도 있습니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 다양한 관리 기술이 개발되었습니다. 대표적으로 마모 균등화, 불량 블록 관리, 웨어 레벨링, 가비지 컬렉션 등이 있습니다. 마모 균등화는 데이터 쓰기 시 균일한 마모를 유도하고, 불량 블록 관리는 결함 있는 블록을 관리합니다. 웨어 레벨링은 데이터 쓰기 횟수를 균등하게 분산시키며, 가비지 컬렉션은 유효하지 않은 데이터를 정리합니다. 이러한 관리 기술을 통해 플래시 메모리의 신뢰성과 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.
    • 8. eMMC와 UFS 메모리
      eMMC(Embedded MultiMediaCard)와 UFS(Universal Flash Storage)는 모바일 기기에 널리 사용되는 내장형 플래시 메모리 솔루션입니다. eMMC는 NAND 플래시와 메모리 컨트롤러가 하나의 패키지로 통합된 형태이며, UFS는 NAND 플래시와 고성능 메모리 컨트롤러, 고속 인터페이스로 구성됩니다. UFS는 eMMC에 비해 더 높은 대역폭, 낮은 지연 시간, 향상된 성능을 제공합니다. 또한 UFS는 멀티 스레딩 기능을 지원하여 병렬 처리가 가능합니다. 이러한 특성으로 인해 UFS는 고성능 모바일 기기에 주로 사용되며, eMMC는 중저가 기기에 적합합니다. 두 메모리 솔루션은 모바일 기기의 저장 장치로서 중요한 역할을 하고 있습니다.
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