비휘발성은 전원이 꺼지거나 공급이 끊겨도 저장된 데이터를 유지하는 메모리의 특성이다. 전원이 끊기면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리와 구별되며, 컴퓨터 메모리를 지속 보관용 저장소와 작업 중 임시 저장소로 나누어 이해할 때 중요한 기준이 된다.[3]

1. 개요

이 특성을 가진 메모리는 펌웨어, 운영 체제, 사용자 데이터처럼 장기간 보존할 정보를 저장하는 데 쓰인다. 보조 기억 장치에 저장된 프로그램과 데이터는 필요할 때 주기억장치로 전달되어 실행된다.[3][4][5]

비휘발성 메모리의 작동 방식은 유형마다 다르다. 익숙한 예인 플래시 메모리는 전하를 저장해 정보를 유지하며, USB 드라이브와 SD 카드, SSD 등에 널리 쓰인다.[3][4]

2. 휘발성 메모리와의 차이

주기억장치인 RAM은 CPU가 직접 빠르게 접근해 데이터를 처리하는 데 쓰인다. 그러나 RAM은 전원 공급이 끊기면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리다.[4][5]

비휘발성 메모리는 전원이 차단된 뒤에도 데이터를 유지한다. 컴퓨터는 프로그램과 데이터를 보조 기억 장치에 보관하고, 실행할 때 필요한 내용을 RAM으로 불러와 CPU가 처리하도록 한다.[4][5]

3. 대표적인 메모리 유형

대표적인 비휘발성 메모리 유형으로 플래시 메모리, EEPROM, FRAM, MRAM, PCM이 제시된다. 플래시 메모리는 USB 드라이브, SD 카드, SSD에 널리 사용되는 유형이다.[3]

메모리 유형마다 속도, 수명, 용량, 비용 등의 특성이 달라 용도에 따라 선택된다. 예를 들어 FRAM은 자주 갱신하는 데이터를 다루는 임베디드 시스템 사례에 소개되며, 플래시 메모리는 대용량 보조 저장 매체에 널리 쓰인다.[3][4]

4. 데이터 저장과 활용

플래시 메모리는 트랜지스터의 플로팅 게이트에 전하를 가두어 데이터를 기록한다. 전하를 주입하거나 제거해 쓰고 지우며, 전원이 차단되어도 저장 정보가 유지된다.[3][4]

비휘발성 메모리는 펌웨어와 운영 체제, 사용자 데이터처럼 장기간 보관할 정보를 저장한다. 설정값이나 로그 데이터도 저장 대상이며, 보조 기억 장치는 이런 데이터를 보관하다가 실행에 필요한 프로그램과 데이터를 주기억장치로 전달한다.[3][4][5]

5. 특정 유형의 장점과 제약

FRAM은 빠른 쓰기 속도와 잦은 갱신이 필요한 임베디드 시스템 사례에 적합한 유형으로 소개된다. 사례에는 의료기기의 실시간 데이터 로깅, 산업용 제어기의 설정값 저장, 스마트 계량기의 누적 기록이 포함된다.[3]

FRAM은 DRAM이나 SRAM보다 용량이 작고 단위 비용이 높은 편이며, 낸드 플래시 기반 SSD보다 저장 밀도가 낮다고 설명된다. 따라서 자료에서는 고신뢰성이 요구되는 특정 임베디드 및 산업 분야에서 쓰이는 사례를 든다.[3]

6. 저전력 소자와 연구 사례

한 연구 사례는 두 금속산화물 부도체 층 사이에 금속 나노입자 층을 넣고 이를 전하 트랩으로 활용한다. 이 설명에 따르면 나노입자 층이 하나씩 늘어날 때마다 메모리 소자의 구동 전류가 10분의 1로 감소한다.[2]

또 다른 연구 사례에서는 그래핀과 유·무기물 나노 복합체를 활용해 휘어지는 비휘발성 메모리 소자를 제작했다. 이 소자는 나노입자의 전하 포획 여부에 따라 전기 전도도가 변하는 현상을 이용해 정보를 저장·소거하며, 연구진은 소자의 메모리 효과와 전하수송 메커니즘을 규명했다.[1]

7. 관련 문서

8. 인용 및 각주

[1] Wwww.moe.go.kr(새 탭에서 열림)

[2] Wwww.ibs.re.kr(새 탭에서 열림)

[3] Uunisquads.io(새 탭에서 열림)

[4] Uunisquads.io(새 탭에서 열림)

[5] Uunisquads.io(새 탭에서 열림)