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DRAM과 NAND 플래시의 차이: 휘발성·속도·용량·용도 비교

DRAM은 커패시터의 전하로 데이터를 저장하는 메모리로, 고속으로 읽고 쓸 수 있는 반면 전원을 끄면 데이터가 사라집니다. NAND 플래시는 절연막으로 둘러싸인 층에 전자를 가둬 저장하므로 전원을 꺼도 데이터가 남고 비트당 비용도 낮출 수 있지만, 읽기·쓰기가 DRAM보다 훨씬 느리고 재기록할 수 있는 횟수에도 한계가 있습니다. 그래서 PC와 스마트폰에서는 DRAM을 작업용 메인 메모리로, NAND를 SSD 등의 스토리지로 사용합니다.

비교 항목DRAMNAND 플래시
저장 원리트랜지스터 1개와 커패시터 1개(1T1C). 커패시터 전하의 유무로 저장함문턱 전압을 바꿀 수 있는 트랜지스터. 플로팅 게이트나 전하 트랩층에 저장한 전자의 양으로 저장함
전원을 끄면데이터가 사라짐(휘발성)데이터가 남음(비휘발성)
리프레시필요함(일반적으로 64 ms 이내에 모든 행)불필요함. 다만 전하가 조금씩 빠져나가므로 데이터를 유지할 수 있는 기간에는 한계가 있음
읽기·쓰기 단위작은 단위로 랜덤하게 읽고 쓸 수 있음(실제로는 수십 바이트의 버스트 전송)읽기와 쓰기는 페이지(수 KB~십수 KB) 단위, 소거는 더 큰 블록 단위
덮어쓰기그대로 덮어쓸 수 있음덮어쓸 수 없음. 블록 단위로 소거한 뒤 씀
접근 시간수십 나노초읽기는 수십 마이크로초 정도, 쓰기는 더 길어 수백 마이크로초 정도
재기록 횟수실용상 제한 없음한계가 있음(기준은 SLC 약 5만~10만 회, TLC 수천 회, QLC 약 1,000회)
대용량화 방법미세화와 커패시터의 입체화(깊고 높은 구조의 커패시터)셀을 세로로 쌓아 올리는 3D NAND와, 셀 하나에 여러 비트를 넣는 멀티 레벨화
비트당 비용높음DRAM보다 훨씬 낮음
주요 용도PC와 서버의 메인 메모리, 스마트폰의 LPDDR, GPU의 GDDR과 HBMSSD, 스마트폰 내장 스토리지, USB 메모리, SD 카드

수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.

상황별 선택 기준

DRAM
CPU나 GPU가 작업 중인 데이터를 빠르게 읽고 쓰고 싶을 때. 실행 중인 프로그램과 데이터를 두는 메인 메모리로 사용합니다.
NAND 플래시
대량의 데이터를 전원 없이도 남도록 저렴하게 저장하고 싶을 때. OS, 앱, 사진과 동영상 등을 저장하는 스토리지로 사용합니다.
조합
컴퓨터는 NAND에 저장된 데이터를 DRAM으로 읽어 들인 뒤 처리합니다. SSD 안에도 관리용 정보를 임시로 두기 위해 DRAM을 탑재한 제품이 있습니다.

자주 묻는 질문

DRAM과 NAND의 가장 큰 차이는 무엇인가요?

전원을 껐을 때 데이터가 남는지 여부입니다. DRAM은 전원을 끄면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리이고, NAND는 전원을 꺼도 데이터가 남는 비휘발성 메모리입니다. DRAM은 빠르고 NAND는 대용량이며 저렴하므로 역할을 나눠 사용합니다.

PC의 '메모리'와 '스토리지'의 차이와 같은 건가요?

대체로 같은 관계입니다. PC 사양에서 '메모리'라고 적힌 것은 DRAM이고, '스토리지'인 SSD의 내부는 NAND 플래시입니다.

NAND는 왜 재기록 횟수에 한계가 있나요?

쓰기와 소거를 할 때마다 전자가 얇은 절연막을 통과하므로, 절연막이 조금씩 손상되어 전하를 유지하기 어려워지기 때문입니다. SSD 컨트롤러는 쓰기를 전체에 분산시키는 웨어 레벨링과 오류 정정으로 수명을 늘립니다.

DRAM과 NAND는 같은 회사가 만드나요?

둘 다 만드는 회사가 있습니다. 삼성전자, SK하이닉스, 마이크론 테크놀로지는 DRAM과 NAND를 모두 제조합니다. 키옥시아는 NAND를 중심으로 제조합니다.

이해도 확인

일반적인 DRAM의 1비트 메모리 셀 구성으로 올바른 것은?

  1. A트랜지스터 1개와 커패시터 1개
  2. B트랜지스터 6개
  3. C플로팅 게이트를 가진 트랜지스터 1개
정답과 해설 보기

정답: A. 트랜지스터 1개와 커패시터 1개

DRAM 셀은 트랜지스터 1개와 커패시터 1개(1T1C)로 이루어지며, 커패시터의 전하 유무로 1비트를 저장합니다. 커패시터는 약 10 fF 정도로 매우 작아, 불과 수만 개 전자의 차이로 0과 1을 구분합니다. 소자 수가 적어 셀 면적이 약 6F²로 작고 대용량화에 적합합니다. 트랜지스터 6개는 SRAM, 플로팅 게이트 트랜지스터는 플래시 메모리의 셀 구성입니다.

DRAM에서 주기적인 리프레시 동작이 필요한 이유로 올바른 것은?

  1. A읽기 속도를 높이기 위해
  2. B쓰기 횟수에 상한이 있기 때문에
  3. C커패시터에 저장된 전하가 누설 전류로 인해 서서히 사라지기 때문에
정답과 해설 보기

정답: C. 커패시터에 저장된 전하가 누설 전류로 인해 서서히 사라지기 때문에

커패시터의 전하는 셀 트랜지스터의 서브스레숄드 누설과 접합 누설로 조금씩 사라집니다. 데이터를 판별할 수 없게 되기 전에 읽어서 다시 쓰는 것이 리프레시이며, DDR4까지의 규격에서는 64 ms 이내, DDR5에서는 32 ms 이내에 모든 행을 한 바퀴 돕니다. 리프레시 중에는 해당 뱅크에 접근할 수 없고 전력도 소비하므로 용량이 커질수록 부담이 커집니다. 쓰기 횟수 상한은 플래시 메모리의 특징입니다.

DRAM의 성질로 올바른 것은?

  1. A전원을 끄면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리이다
  2. B전원을 꺼도 데이터가 남는 비휘발성 메모리이다
  3. C데이터를 다시 쓸 수 없는 읽기 전용 메모리이다
정답과 해설 보기

정답: A. 전원을 끄면 데이터가 사라지는 휘발성 메모리이다

DRAM은 전하로 정보를 저장하며, 전원을 끄면 전하가 유지되지 못해 데이터가 사라지는 휘발성 메모리입니다. 전원이 켜져 있어도 리프레시가 필요하다는 점이 같은 휘발성인 SRAM과의 차이입니다. 다만 전원을 끈 직후 냉각하면 수 초~수 분간 데이터가 남을 수 있으며, 이를 악용해 메모리 내 암호 키를 읽어내는 '콜드 부트 공격'이 알려져 있습니다. 비휘발성인 것은 플래시 메모리 등입니다.

  1. NOR형과 비교했을 때 NAND형 플래시 메모리의 특징으로 올바른 것은 무엇입니까?
  2. NAND형 플래시 메모리에서 데이터를 지우는 단위로 올바른 것은 무엇입니까?
  3. 3D NAND형 플래시 메모리의 설명으로 올바른 것은 무엇입니까?
  4. 메모리 반도체 시장에서 매출의 대부분을 차지하는 두 제품의 조합으로 올바른 것은?

DRAM 문제 풀기

주요 용어 설명

1T1C 셀
트랜지스터 1개와 커패시터 1개로 1비트를 기억하는 DRAM 메모리 셀. 커패시터의 전하 유무로 0과 1을 나타낸다.
리프레시(Refresh)
DRAM 커패시터의 전하가 누설로 사라지기 전에 주기적으로 데이터를 읽어 다시 쓰는 동작.
NAND 플래시 메모리
메모리 셀을 직렬로 연결한 구조의 비휘발성 메모리. 집적도가 높아 대용량화가 쉬우며 SSD와 메모리 카드에 쓰인다.
3D NAND
NAND 플래시의 메모리 셀을 수직 방향으로 여러 겹 쌓아 대용량화한 것. 평면 미세화의 한계를 넘기 위해 도입되었으며 적층 수는 200단 이상에 이른다.
비휘발성 메모리
전원을 꺼도 기억한 데이터가 사라지지 않는 메모리. 플래시 메모리, MRAM 등. DRAM과 SRAM은 휘발성이다.
웨어 레벨링(Wear Leveling)
플래시 메모리의 재기록이 특정 블록에 집중되지 않도록 쓰기 위치를 분산하여 수명을 늘리는 기술.

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