eMMC(Embedded Multi Media Card)
eMMC(Embedded Multi Media Card)란 NAND Flash 메모리와 Flash 메모리 컨트롤러가 결합되어 있는 메모리 카드이며 단순 일체형 보드와는 다르다. ROM 은 비휘발성이지만 읽기만 가능하고, RAM 은 read/write가 모두 가능하지만 휘발성이라는 특징이 있다. 이 두 가지 메모리의 장점만을 살린 것이 NAND Flash 메모리이다. 이런 특성은 EEPROM(Electrically Erasable PROM)과 비슷해 보인다.
EEPROM (Electrically Erasable PROM)
EEPROM은 전기적인 기능을 통해 저장된 데이터를 지울 수 있는 ROM이다. 정격전압 보다 높은 고전압을 통해 데이터를 지울 수 있으며, 1바이트씩 데이터를 지우기 때문에 속도가 느린 편이다. 따라서 실시간으로 사용하는 메모리 용도보다 중요한 데이터들을 백업해 놓는 형태로 사용하는 것이 적합하다. 주로 MCU 내부 비휘발성 메모리로 사용하며 크기가 작은 편이다.
NAND Flash 메모리
NAND Flash 메모리는 여러 구역에서 지우고 쓸 수 있고 EEPROM에 비해 가격이 저렴하다는 장점이 있다. NAND Flash 메모리는 단지 저장 장치이므로 호스트 측 컨트롤러에서만 데이터 전송을 조작할 수 있다. 이 NAND Flash 메모리만 가지고 write 할 수는 없으므로 컨트롤러를 통해 write를 수행할 수 있게 만든 보드가 eMMC이다. 즉, eMMC는 읽고(read) 쓰기(write)가 가능하고 저장이 가능한 메모리이다. 따라서 eMMC는 HDD는 아니지만 저장이 가능해 저장매체에 속한다고 볼 수 있다. 실제로 저가, 저사양 태블릿, 휴대폰, 미니 PC 등에 사용이 되기도 한다.
eMMC는 메모리 설계를 단순화하고 NAND 플래시 칩 및 제어 칩을 2개 이상의 반도체 칩을 적층해 하나의 패키지로 만드는 기술인 MCP(Multi Chip Package)로 캡슐화하며 구성 요소가 소비하는 회로 기판의 면적을 절약할 수 있다. 여기에 eMMC는 프로토콜, 지우기 밸런스, 불량 블록 관리, ECC 검증, 전원 관리, 클럭 관리, 데이터 액세스 및 기타 기능을 포함하여 플래시 컨트롤러를 내부적으로 통합하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, NAND 플래시를 호스트 측에 직접 연결하는 것과 비교할 때 호스트 측 소프트웨어의 복잡성을 줄이고 호스트 측이 상위 계층 비즈니스에 집중하여 NAND 플래시의 특수 처리를 제거할 수 있는 특징을 방지할 수 있게 한다. 결국 이러한 특징들로 인해 eMMC는 SSD에 비해 느리긴 하지만 NAND 플래시보다 더 빨리 읽고 쓸 수 있다.
*IOPS(I/O Operations Per Second)
SSD(Solid State Drive)
SSD(Solid State Drive)는 SATA-3 규격 모델에서 350 MB/s ~ 550MB/s 정도의 속도가 나오고 NVMe 인터페이스를 사용하는 모델은 1GB/s ~ 12GB/s 정도의 속도가 나온다. 가격대 용량이 맞는 지점에서 시장 형성이 가능하며 현재 보조 저장장치로써 HDD를 빠르게 대체하고 있다. 일반적으로 SSD는 eMMC 보다 속도가 빠르고 인터페이스 규격에 맞으면 다른 SSD로 교체가 가능하다는 장점이 있다. 참고로 eMMC는 보드에 부착된 칩이므로 업그레이드가 불가능하다. 아래는 SSD와 eMMC의 속도 비교 결과이다.
| eMMC 4.5 | eMMC 5.1 | 고성능 SSD | |
| Read(MB/s) | 140 | 250 | 200 |
| Write(MB/s) | 50 | 125 | 550 |
UFS(Universal Flash Storage)
하지만 UFS(Universal Flash Storage)라는 차세대 초고속 플래시 메모리가 등장했다. UFS는 국제 반도체 표준화 기구 ‘제덱(JEDEC)’의 최신 내장 메모리 규격인 ‘UFS 2.0’ 인터페이스를 적용한 제품인데, 최근 2020년 UFS 3.1 버전까지 발표되었다.
UFS는 데이터를 읽고 쓰는 방식이 병렬에서 직렬로 바뀌었고 양방향 소통이 가능해졌다. 즉, UFS와 eMMC의 가장 큰 차이점은 데이터 전송 방식의 차이이다. UFS는 LVDS(Low-Voltage Differential Signaling) 직렬 인터페이스를 통해 동시에 읽고 쓰기가 가능한 반면, eMMC는 라인 숫자가 많아도 한 번에 읽기 또는 쓰기의 한 작업만 할 수 있어 동시에 두 가지 작업이 불가능하다.
위 그림의 측정 항목에 대한 설명은 아래와 같다.
- 연속 읽기 속도: 스토리지 메모리에 이미 저장된 영화 등을 불러오는 속도(MB/s)
- 연속 쓰기 속도: 스토리지 메모리에 영화와 같은 데이터를 저장하는 속도(MB/s)
- 임의 읽기 속도: 스토리지 메모리와 기기 간의 데이터를 입력하는 속도 (IOPS)
- 임의 쓰기 속도: 스토리지 메모리와 기기 간의 데이터를 출력하는 속도 (IOPS)
- IOPS(Input/Output Operations Per Second·IOPS): 초당 데이터 입출력 횟수(속도)로 하드 디스크 드라이브(HDD), SSD 등의 저장 장치 성능을 나타내는 단위
참고 자료
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=varian88&logNo=220670854353
https://ikersyit.tistory.com/33
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=websearch&logNo=220920747711
https://smartits.tistory.com/72
