메모리 반도체의 진화 DRAM 이후의 기술과 전망

[목차]

1.DRAM의 등장과 한계
2. 차세대 메모리 기술이 주목받는 이유
3. 대표적인 차세대 메모리 기술
3-1. MRAM(Magnetoresistive RAM)
3-2. ReRAM(Resistive RAM)
3-3. PRAM(Phase-Change RAM)
4. 차세대 메모리의 활용 분야와 전망
5. 마치며

1.DRAM의 등장과 한계

메모리 반도체 분야에서 DRAM 은 한때 획기적인 기술로 각광받았습니다.
빠른 읽기·쓰기가 가능하고, 구조가 상대적으로 단순해 대량 생산에도 유리했죠. 덕분에 PC부터 스마트폰에 이르기까지 많은 영영에 쓰였고 메모리 산업이 성장하는 데 큰 역할을 했다고 할 수 있습니다.
하지만 반도체 공정이 미세화되고, 모바일 디바이스나 데이터 센터에서 요구하는 성능이 급격히 높아지면서 DRAM도

한계에 부딪히고 있습니다. DRAM이 휘발성이라는 점, 그리고 공정이 계속 미세화될수록 제조 비용과 난도가 함께 뛰는 점은 더 이상 간과하기 어려워졌다고 볼 수 있습니다.

ram image

2. 차세대 메모리 기술이 주목받는 이유

제 생각에는 요즘 차세대 메모리가 큰 관심을 받는 가장 큰 이유는 ‘비휘발성’과 ‘고성능’을 동시에 잡고 싶어 하는 시장의 요구 때문인 것 같습니다. 스마트폰 배터리가 꺼지거나 전원이 나가도 데이터가 유지되어야 하며, 큰 용량의 데이터를 실시간으로 처리하기 위해서는 읽기·쓰기 속도가 빨라야 하기 때문입니다. DRAM 하나만으로는 이를 모두 만족하기 어렵다 보니, MRAM, ReRAM, PRAM 같은 새로운 방식들이 속속 빠르게 등장하고 있습니다.

dram image

3. 대표적인 차세대 메모리 기술

3-1. MRAM(Magnetoresistive RAM)
MRAM은 전류를 이용해 자화상태를 바꿈으로써 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리입니다.

DRAM과 비슷한 속도를 내면서 전원을 끄더라도 정보가 지워지지 않으니, 에너지 효율과 성능 모두 잡을 수 있는 장점을 갖추고 있습니다. 예컨대 빠른 부팅 속도가 필요한 스마트 기기나 소비전력이 중요한 사물인터넷(IoT) 기기에서 활용성이 높을 것으로 기대되고 있습니다.

3-2. ReRAM(Resistive RAM)
ReRAM은 소재의 저항값 변화를 통해 0과 1을 표현하는 방식으로 작동합니다. 셀 구조가 단순한 편이라 집적도가 높고, 

이론적으로는 DRAM에 버금가는 속도를 낼 수 있다고 합니다. 실제로 저전력 소모가 필수적인 웨어러블 디바이스 등에서 ReRAM을 도입하려는 시도가 빠르게 이뤄지고 있는 추세입니다.

3-3. PRAM(Phase-Change RAM)
PRAM은 상변화 물질을 활용해 데이터를 저장합니다. 열을 가해 재료의 결정 상태를 바꾸는 방식이라, 쓰기 속도와 내구성이 플래시 메모리에 비해 우수하다는 평가를 받습니다. 다만 상변화 물질의 제어가 까다롭고 생산 공정 비용도 무시할 수 없으며, 상용화까지 아직 해결해야 할 과제가 많이 남아 있습니다.

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4. 차세대 메모리의 활용 분야와 전망

이처럼 다양한 차세대 메모리 기술은 각각의 특성과 장단점을 지니고 있습니다. AI·빅데이터 시대에는 데이터 처리 속도와 안정성이 더욱 중요해지는데, 이때 MRAM·ReRAM·PRAM 같은 비휘발성 메모리가 큰 역할을 할 것으로 보입니다.

 예를 들어 데이터 센터나 클라우드 서버에서는 고성능 메모리를 통해 처리 시간을 단축하고, 전력 소모량도 줄일 수 있습니다. 모바일 기기나 웨어러블 기기는 배터리 효율이 관건이라, 저전력 기반의 차세대 메모리가 각광받을 여지가 큽니다.

배터리가 오래 가야 사용자들도 만족하고 오랫동안 이용 할 수 있기 때문입니다.

main board ram image

5. 마치며

결국 DRAM이 빠르게 발전해 왔지만, 더 높은 성능과 안정성, 그리고 전력 효율을 추구하는 과정에서 차세대 메모리들이 대안으로 대두되고 있습니다. 저 역시 IT 업계 소식을 접할 때마다, 머잖아 우리가 사용 중인 스마트폰이나 PC의 메모리가 DRAM+차세대 메모리 형태로 구동되리라는 생각을 해봅니다. 이 변화는 메모리 반도체 산업의 혁신 속도를 더욱 높일 것이고, 나아가 AI·빅데이터 환경에서 필요로 하는 컴퓨팅 능력을 뒷받침해 줄 것으로 기대됩니다.
물론 아직 생산 공정 비용이나 기술적 과제, 시장 수요 문제 등 넘어야 할 산이 많습니다. 그러나 DRAM 이후를 넘어서는 기술이 점점 현실화되고 있다는 점은 분명합니다. 앞으로도 메모리 반도체 분야에서 더 많은 도전과 혁신이 일어났으면

좋겠습니다.