마스크 롬

1. 개요

마스크 롬은 게임기 소프트웨어 공급 매체, 임베디드 시스템의 펌웨어, 프린터 및 그래픽 컨트롤러의 폰트 ROM, 음악 기기의 음색 데이터, 전자 사전의 데이터, CPU의 마이크로 코드 등 다양한 용도로 사용되는 읽기 전용 메모리이다. 대량 생산 시 비용이 저렴하고 집적도가 높지만, 초기 마스크 개발 비용과 제작 시간이 소요되며, 내용 변경이 불가능하다는 단점이 있다. 초기 게임기 롬 카트리지의 용량은 32KB 정도였으나, 반도체 기술 발전에 따라 닌텐도 3DS용 소프트웨어는 최대 4GB까지 용량이 증가했다.

2. 용도

마스크 롬은 CPU의 주 기억 장치나 외부 기억 장치 형태로 이용된다. 프린터나 그래픽 컨트롤러의 한자(폰트) ROM, 음악 기기의 음색 데이터, 전자 사전의 사전 데이터, CPU의 마이크로 코드 등에 사용된다.

2.1. 게임기 소프트웨어 공급 매체

게임기 소프트웨어는 롬 카트리지(롬 카세트) 형태로 공급된다. 한자 롬이나 음색 롬처럼 내용 변경이 불필요한 곳에 마스크 롬이 가장 적합하다. 예를 들어, 세이코엡손(Seiko Epson)제 멜로디 IC에는 마스크 롬이 사용되고 있다.

2.2. 임베디드 시스템

마스크 롬은 대량 생산 시 칩 단가를 낮게 억제할 수 있다는 장점 때문에 수만 대 이상 출하가 예상되는 게임기의 소프트웨어나 임베디드 기기에서 많이 사용되고 있다. 그러나 최근의 임베디드 기기에서는 1980년대에는 PROM이나 UV-EPROM으로, 1990년대 중반 이후에는 플래시 메모리로 대체된 경우가 많다.

임베디드 시스템에서 마스크 롬은 다음과 같은 용도로 활용된다.
* 1칩 마이크로컨트롤러 내장 프로그램 코드/데이터용 ROM
* 외장 프로그램 코드/데이터용 ROM
* 펌웨어

2.3. 기타

마스크 롬은 다음과 같은 다양한 분야에서 활용된다.

* 게임기 소프트웨어 공급 매체 (ROM 카트리지/롬 카세트)
* 임베디드 시스템의 펌웨어
1칩 마이크로컨트롤러 내장 프로그램 코드/데이터용 ROM
외장 프로그램 코드/데이터용 ROM
* 프린터나 그래픽 컨트롤러의 한자(폰트) ROM
* 음악 기기의 음색 데이터
* 전자 사전의 사전 데이터
* CPU의 마이크로 코드

한자 롬이나 음색 롬처럼 내용 변경이 불필요한 경우에 가장 적합하다. 예를 들어, 세이코엡손(Seiko Epson)제 멜로디 IC의 ROM에는 마스크 롬이 사용되고 있다.

3. 장점 및 단점

집적 회로의 배선으로 기억 정보를 구성하고, 읽어낼 수 있는 내용이 반도체 제조에 사용되는 포토 마스크에 의해 고정되는 마스크 롬은 대량 생산 시 칩 단가를 낮출 수 있어 게임기 소프트웨어나 임베디드 기기에 많이 사용된다. 하지만 초기 마스크 개발 비용이 들고, 제조에 수일에서 1개월 정도의 시간이 걸리며, 버그 수정 등을 위한 프로그램 업데이트가 불가능하다는 단점이 있다. 이러한 단점 때문에 1980년대에는 PROM이나 UV-EPROM으로, 1990년대 중반 이후에는 플래시 메모리로 대체되기도 하였다.

3.1. 장점

* PROM, EPROM, 플래시 메모리에 비해 대량 생산 시 비용을 낮출 수 있다.
* 셀 구조 및 주변 회로가 반도체 메모리 중에서 가장 단순하므로 집적도를 높일 수 있다.

3.2. 단점

초기 비용으로 마스크 개발 비용이 든다. 마스크 제조에 수일~1개월 정도의 기간이 필요하므로 대량 생산 시작까지 시간이 걸린다. 기록 내용을 변경하려면 마스크를 다시 제작하는 것 외에는 방법이 없으므로, 버그 수정 등을 목적으로 하는 프로그램 업데이트가 불가능하다.

4. 게임기 ROM 카트리지와 용량 변화

반도체 공정의 미세화에 따라 대용량 제품의 제조가 가능해졌고, 용량당 단가도 매년 하락하고 있다.

패미컴의 초기 롬 카트리지에 탑재된 마스크 롬은 32KB 정도였지만, 닌텐도 3DS용은 2011년 2월 26일 발매 시점에서 최대 2GB였으며, 2012년 1월에는 4GB를 채용한 소프트웨어의 발매가 예정되어 있다.