| 플래시 메모리 셀 레벨 | ||||||
| SLC | MLC | TLC | QLC | PLC | HLC | OLC |
1. 개요
플래시 메모리의 한 종류로 하나의 셀에 4비트의 데이터를 저장한다. 2012년에 등장한 플래시 메모리 셀 레벨이다.2. 장점
- 높은 대용량
셀마다 2비트의 데이터를 저장하는 MLC나 3비트의 데이터를 저장하는 TLC와 달리 QLC는 4비트의 데이터를 저장하기 때문에 많은 용량을 가질 수 있다. 경제적 관점에서 TLC가 도달하기 난감한 고용량을 달성할 수 있으며, 삼성 870 QVO의 경우 처음으로 EVO에는 없는 8TB 모델을 출시했다. - 싼 가격
일단 TLC보다는 저렴하다. 그러나 기대만큼 저렴하지 않다. 2023년 현재까지는 소비자용 단품 가격에선 TLC 대비 특별히 이점을 보이지 못 한다는 것이 문제다. 오히려 낸드 수급 상황에 따라 가격차가 더 좁혀지는 적도 많았다. 2023년 9월 초에는 같은 마이크론사의 QLC인 P3 Plus와 TLC인 P5 Plus간에 가격차가 1테라 이하에서 11000원, 2테라에서도 26000원 정도 밖에 없었을 지경. 그나마 TLC로는 집적에 난항을 겪는다는 4TB 이상의 고용량 제품에서 TLC와 QLC의 가격 격차가 의미 있어 보일 뿐이다. SLC→MLC는 용량2배(100% 증가), MLC→TLC는 용량1.5배(50% 증가), TLC→QLC는 1.3배(30% 증가)로 셀 레벨이 올라갈수록 체감 용량증가 폭이 감소하는 사정 때문에, QLC 살 돈에 몇만원 보태 TLC를 산다라는 인식이 팽배한 상황이다.
3. 단점
- 짧은 수명
가장 큰 단점으로 읽기/쓰기 주기가 1만~1천인 TLC와 다르게 QLC는 100 ~ 1000회로 수명이 낮다. 최근 들어서는 3D V-NAND 기술이 적용되기도 했지만 여전히 최대 1000회 밖에 사용하지 못한다. 하지만 인텔 670P 512GB는 약 1만 회 이상을 기록하고도 멀쩡하다.# TLC도 초창기에는 짧은 수명이 큰 단점이었으나 NAND 기술의 발전으로 이를 극복한 만큼 QLC도 NAND 기술이 발전하면 이를 극복하게 될 것으로 예상된다. - 느린 쓰기 속도
한 셀에 4비트의 데이터를 동시 기록하므로 쓰기 속도가 TLC보다 느리다. SSD의 경우 보통 캐시 메모리를 사용하므로 별 문제가 되지 않겠지만 쓰기를 오랫동안 계속하여 캐시 메모리가 차서 QLC에 직접 기록해야 할 경우 100MB/s 대로 떨어진다.리뷰 이는 보통 하드 디스크급으로 평가된다. 더티테스트시 20~150MB/s라는 처참한 속도를 보여준다.
4. 수명에 대한 이슈
| QLC SSD (삼성 QVO 기준, 단위 : TBW[1]) | |
| 용량 | 총 누적 쓰기 용량 |
| 1TB | 360 |
| 2TB | 720 |
| 4TB | 1,440 |
| 8TB | 2,880 |
TBW는 제조사에서 보증하는 SSD의 쓰기 수명이다. 대부분의 SSD는 보증 TBW보다 많이 기록할 수 있다.
위 표를 확인해보면 알듯이 큰 용량일수록 총 누적 쓰기 용량도 증가한다는 것을 확인할 수 있다. 이론적으로는 1TB 모델의 경우는 1TB 용량을 가득 채우는 것을 360번 반복하면 죽는다는 것이지만 실제로는 여분의 셀이 존재하고 오버 프로비저닝 등의 기술이 적용되어 있어 더 많이 기록할 수 있다.
횟수가 적어보이지만 개인 사용자에게는 큰 수치다. 1TB 모델의 360TBW란 하루에 100GB씩을 기록한다 해도 9년 정도를 매일 실행해야 간신히 도달할 수 있는 수치다. 거기서 삼성 등 일부 SSD의 경우 일부 공간을 오버 프로비저닝 해 주므로[2] 수명과 성능을 향상시킨다.
즉 QLC라도 24시간 내내 파일 쓰기와 읽기를 반복하는 서버나 토렌트 등 외에는 개인 사용자에게는 수명은 별 문제되지 않는다. 3년 동안 사용한 사무용 컴퓨터의 SSD의 누적 쓰기 용량이 1TBW~10TBW 밖에 되지 않는다. 대신 쓰기를 오랫동안 반복하면 속도가 일시적으로[3] 100MB/s대로 떨어질 뿐이다.
일부 제품의 경우 QLC의 이론상 수명보다 훨씬 더 많이 기록할 수 있는 등 강한 내구성을 가지고 있기도 하다. 인텔 670P 512GB로 실험한 결과 약 10996회(5,244,892 GiB = 5.001918793 PiB) 기록하고도 멀쩡하다.# 2D MLC NAND 정도의 내구성 수준이다. 다만 1.5PiB 기록 시점부터 SLC 캐싱이 회복되지 않아 80~130 MB/s 정도로 작동한다.
5. QLC 제품 일람
5.1. SSD
- 삼성 QVO 시리즈 (860, 870)
삼성전자의 SSD, 860 QVO는 2018년에 출시되었다. 플래시 낸드로 QLC를 사용하여 TB급의 용량을 제공하면서 가격은 EVO보다 낮다.
총 누적 보증 쓰기 용량이 1TB 모델은 360TB, 2TB 모델은 720TB, 4TB 모델은 1440TB이다.[4] 보증 기간은 다른 시리즈들은 5년인 반면에 QVO 시리즈는 제한적 3년이다. 제한적이란 말은 총 누적 보증 쓰기 용량을 넘길 경우 보증이 사라진다는 뜻이다.
2020년 7월에는 870 QVO이 출시되었다. 860 QVO와 대비 속도와 성능이 상승되었고 8TB 모델도 추가되었다. 8TB 모델은 2880TB의 총 누적 쓰기 보증 용량을 제공한다. 이것도 셀당 360회의 쓰기 횟수를 보장한다고 보면 된다.
- 인텔 SSD 660p, 665p, 670p, 솔리다임 P41 Plus[5]
세계 최초로 QLC를 상용화한 소비자용 SSD. 참고로 삼성이 세계 최초 QLC 낸드 양산이라고 대대적으로 홍보했는데 QLC 적용 시리즈인 860 QVO보다 660p이 일찍 출시되었다.
낸드 셀을 임의로 SLC 캐시로 사용하다가 차후에 QLC로 전환하는 가변 캐시를 사용하여 지속 성능이 GB 수준으로 좋아졌다. 다만 QLC에 직접 쓰게될 정도로 오래 쓰기를 반복하면 100MB/s으로 떨어지는 것은 어쩔 수 없을듯.
2019년 말에는 660p의 개량형인 665p가 출시되었다. 낸드 쓰기 수명이 50% 향상되었고 SLC 캐시량도 늘렸으며 QLC 직접 쓰기 속도가 185MB/s으로 향상되었다.
2021년 4월에는 670p가 출시되었고, 2022년 8월에는 솔리다임 P41 Plus가 출시되었다. - WD SN550 (후기형)
사실 초기형은 TLC 낸드를 사용했으나 이후 출시한 후기형에는 QLC 낸드가 사용되었다. 이름 변경도 없이 원래 사용하던 TLC 낸드를 몰래 QLC 낸드로 변경한거라 엄청난 논란이 발생했다.
결국은 WD 측은 QLC 낸드가 적용된 SN550 이용자들은 보증 기간 내에 고객센터에 연락하면 TLC 낸드가 적용된 SN550로 교환해주겠다고 입장을 밝혔다.
- 마이크론 Crucial P3, P3 Plus
파이슨 컨트롤러를 탑재한 제품이다. P3는 PCIe 3.0을 지원하고 P3 Plus는 PCIe 4.0을 지원하나, 두 제품 모두 디램리스이므로 성능이 낮은 편이다.
[1] 테라바이트 쓰기 횟수[2] 펌웨어 레벨에서 오버 프로비저닝용 공간을 따로 둔다.[3] 쓰기 캐시의 내용을 QLC 영역에 다 옮겨 쓰고 나서 쓰기 캐시가 비워지면 다시 원래 속도대로 돌아온다. 쓰기를 멈춘 후 캐시를 완전히 비울 때까지는 약간 시간이 걸린다. 예를 들어, 42기가바이트의 쓰기 캐시를 가지는 삼성 860 QVO에서 초당 70메가바이트 정도의 속도로 쓰기 캐시를 비운다면 약 10분이 소요된다.[4] 즉, 전 모델 공통으로 셀당 360회의 쓰기 횟수를 보장한다는 뜻이다.[5] SK하이닉스 Platinum P41 SSD와 제품명 혼동을 조심해야한다.