Az SK Hynix egy érdekes koncepciót mutatott be a Flash Memory Summit alkalmával, ami a 4D NAND nevet viseli, vagyis azt hihetnénk, hogy óriási áttörésről van szó a 3D NAND-hoz képest. Igazából a név egy ügyes marketingtrükk, hiszen csak egy egyszerű, ám de nagyszerű gyártástechnológiai változtatásról van szó, ami segít a NAND Flash lapkák méretének csökkentésében.
Az iparág jelenleg kétféle technológiát használ a NAND Flash lapkák celláinál: az egyik a töltéscsapdás (Charge Trap Flash), a másik pedig a lebegőkapus (Floating-gate Flash) megoldásra támaszkodik. A CTF technológiát az SK Hynix mellett a Samsung és a Toshiba is használja, míg az Intel és a Micron egyelőre a lebegőkapus megoldás mellett tette le a voksát, igaz, a Micron a közeljövőben a „Replacement Gate” technológiára tér át, ami tulajdonképpen a CTF-et takarja, csak más nevet kapott. Ezt az alapok tisztázásaként feltétlenül meg kellett említeni.
A kétdimenziós (planáris) és a háromdimenziós (3D) Flash lapkák esetében mindig szükség van egy kiszolgáló áramkör (Peripherial Circuitry) alkalmazására, ami a cellatömbök vezérlését segíti. Ez az áramkör rendszerint a NAND Flash blokkok mellett foglal helyet, így megnöveli a chip méretét. A 3D NAND Flash esetében a kiszolgáló áramkör a cellarétegeket kapcsolja össze és a „cellaszendvics” mellett foglal helyet. Minél több rétegből áll az adott 3D NAND megoldás, annál nagyobb ez a kiszolgáló áramkör, így annál több helyre van szüksége.
Az SK Hynix szakemberei rájöttek, hogy a kiszolgáló áramkört nem csak a cellaszendvics mellé, hanem akár alá is el lehet „rejteni”, így megszületett a Periphery Under Cell (PUC) technológia. Ez persze egyáltalán nem egy új dolog, hiszen az Intel és a Micron is hasonlót alkalmaz az első generációs 3D NAND Flash chipjeik megjelenése óta, igaz, azt a technológiát CMOS under Array, vagyis CuA névvel látták el. Hasonló irányban végez fejlesztéseket a Samsung is, tehát egyfajta piaci trendről van szó.
Az SK Hynix diái szerint a V4-es 3D NAND-hoz képest a V5-ös 4D NAND lapkák már nem 72, hanem 96 réteggel rendelkeznek majd, alapjukat pedig a TLC technológia adja, vagyis cellánként 3 bitnyi adatot tárolnak. Az új lapkák első képviselői 512 Gb-es kapacitással érkeznek, teljesítményük pedig lehetővé teszi, hogy helyettesítsenek két darab 256 Gb-es lapkát, méghozzá azonos teljesítményszinten. Ezekből a lapkákból az első mintapéldányok már a negyedik negyedév folyamán elkészülhetnek.
Később akár 1 Tb-es kapacitású modellek is érkezhetnek, amelyek ugyanúgy TLC NAND alapokon nyugszanak, és 96 cellaréteget használnak, ezekre viszont a következő év első negyedévéig várni kell. Az SK Hynix szerint egy 16 x 20 milliméteres BGA tokozású chip, ami már az új technológia köré épülő lapkákat használja, akár 2 TB-os adattátoló kapacitást is kínálhat a jövőben. Az U.2-es eSSD-k esetében az adattároló kapacitás felső határa 64 TB-ra növekedhet.
Az 512 Gb-es V5-ös 4D NAND lapkák a gyártó szerint 30%-kal jobb írási- és 25%-kal jobb olvasási teljesítményt nyújthatnak, mint V4-es 3D NAND alapú társaik, energiahatékonyság terén pedig 150%-kal szerepelhetnek jobban – utóbb növekményt a sávszélesség/fogyasztás arányok összehasonlításával állapították meg.
Az SK Hynix szakemberei szerint a 4D NAND Flash technológiával akár 500-nál több réteget tartalmazó NAND Flash chipek is készülhetnek a jövőben – de erre azért még biztosan várni kell néhány évet. A diák fotói Tom's Hardware-ről vannak.
