플래시 메모리는 전자를 가둬서 기억한다

USB 메모리 안에는 레이저도 원판도 없다. NAND 플래시라는 칩과, 그 칩을 관리하는 작은 컨트롤러가 들어 있다. 플래시는 아주 작은 방(셀)에 전자를 가두거나 빼서 0과 1을 기억한다. 전원을 빼도 전자가 갇혀 있어서 내용이 남는다.

그런데 플래시에는 까다로운 성질이 있다.

• 덮어쓰기가 안 된다. 쓰기 전에 먼저 지워야 한다.
• 쓰기는 작은 단위(페이지), 지우기는 큰 단위(블록)로만 된다. 몇 KB를 고치려고 몇 MB를 지워야 할 수도 있다.
• 지울 때마다 조금씩 닳는다. 셀마다 쓸 수 있는 횟수에 한계가 있다.

그래서 컨트롤러가 뒤에서 일을 한다. 컴퓨터가 "100번 칸에 써"라고 하면 실제로는 비어 있는 다른 자리에 쓰고, "100번 칸은 이제 저기"라고 몰래 적어 둔다. 닳는 게 한곳에 몰리지 않게 골고루 돌려쓰기도 한다(웨어 레벨링).

덕분에 컴퓨터 입장에서 USB는 2강의 모습 그대로다. 번호 붙은 512바이트 칸이 늘어선, 아무 칸이나 읽고 쓸 수 있는 장치로 보인다. 속사정은 컨트롤러가 다 감춰 준다.