A NAND Flash memóriachipek piacán éppen zajlik az átállás, amelynek keretén belül a korábban egyeduralkodó planáris megoldásokat egyre inkább kezdik felváltani a háromdimenziós, egymásra rétegezett lapkákból álló termékek, amelyeket 3D NAND névvel szokás emlegetni. Ezt a piacot a Samsung már régen célba vette saját, 3D V-NAND névre keresztelt megoldásaival, amelyek rengeteg komoly sikert értek már el, de a technológia úttörő jellege miatt azért kisebb problémák is felmerültek a termékekkel kapcsolatban.
Persze a Samsung nem az egyetlen a piacon, aki 3D NAND Flash memóriachipekben gondolkodik, ugyanis a Toshiba és a Sandisk, valamint az SK Hynix szakemberei is folytatnak fejlesztéseket ezen a területen, és lassan az Intel-Micron kettes fogat is begördül a rajtrácsra. Most utóbbi két gyártó 3D NAND megoldásáról lesz szó, amely ígéretesnek tűnik, de időben picit le van maradva riválisaihoz képest.
A technológia alapjai
A lebegőkapus 3D NAND memóriachipek strapabíróság tekintetében nem lesznek a legjobbak, de adatmegtartás terén előnyben lehetnek riválisaikkal szemben.
Strapabíróság terén egyelőre sajnos csak becslések állnak rendelkezésre, amelyek alapján az egyszerűbb BCH ECC hibajavítás alkalmazásával néhány ezer írási/törlési ciklus lesz elérhető az egyes cellák esetében, míg a komplexebb LDPC alkalmazásával már néhány tízezernyi effektív írási/törlési ciklusra lehet számítani. Ahogy a gyártástechnológia kezd kiforrni, az új memóriachipek felülmúlhatják 20 nm-es csíkszélességgel készített planáris társaikat, legalábbis ami az írási strapabíróságot illeti.
Adattároló kapacitás
A Micron-féle 3D NAND memóriachipek első generációja 32 lapkaréteget tartalmaz majd, ami MLC lapkák esetén 256 Gb-es, TLC lapkák esetén pedig 384 Gb-es adattároló kapacitást jelent. Manapság MLC fronton a riválisoknak 48 rétegre van szükségük a 256 Gb-es kapacitás eléréséhez, azaz a Micron megoldása előnyből indulhat.
A NAND Flash memóriachipek esetében a lapméret egységesen 16 kB lesz, a blokkméret pedig 16 MB lesz az MLC, és 24 MB a TLC alapú megoldások esetében. Mivel a processzorok és a fájlrendszerek manapság még többnyire 4 kB-os blokkmérettel dolgoznak, így a Micron részleges olvasási funkciót is biztosít a chipekhez, így a 4 kB-os olvasási feladat hamarabb elvégezhető lesz, mint ha egy teljes 16 kB-os lapot kellene kiolvasni – ez ráadásul feleannyi fogyasztással zajlik majd.
Fogyasztás tekintetében azt is érdemes megemlíteni, hogy a Micron új, 32 rétegű megoldásai ugyanannyi fogyasztás mellett akár 30%-kal több adat mozgatására is képesek, mint napjaink planáris NAND Flash memóriachipjei. Ez egyrészt segít a noteszgépek akkumulátoros üzemidejének növelésében, ugyanakkor az adatközpontok üzemeltetési költségeit is csökkentheti.
Trükkös kivitel, nagyobb teljesítmény
A hagyományos, planáris felépítésű NAND Flash memóriachipeknél a lapka méretének nagyjából 20%-át teszi ki a logikai áramkör. A Micron annak érdekében, hogy az adatsűrűséget és a teljesítményt növelni tudja, kifejlesztette a CMOS Under the Array technológiát, amelynek köszönhetően a logikai áramköröknek mintegy 75%-a a 3D NAND lapkák alatt lapul, így az alapterület növelése nélkül emelhető az adatsűrűség. Azáltal, hogy a CMOS réteg a 3D NAND Flash lapkák alatt helyezkedik el, könnyebben és költséghatékonyabban lehet a lapkákat négy részre osztani (Four Plane), ami a két részre osztott (Two Plane) megoldásokhoz képest komoly előnyt kínál, hisz segít a párhuzamosság javításában.
Ennek köszönhetően egy olyan 480 GB-os meghajtó, amely négy részre osztott 256 Gb-es lapkákra támaszkodik, hasonló szintű párhuzamosságra lesz képes, mint az, amely két részre osztott 128 Gb-es lapkákkal dolgozik, így az adattároló kapacitás növelése nem okoz teljesítménycsökkenést. Utóbbi rendszerint a csíkszélesség-váltások alkalmával szokott bekövetkezni, amikor ugyanazt az adattároló kapacitást kevesebb nagy kapacitású chippel is biztosítani tudják, cserébe viszont a kevesebb chip kevesebb csatornát használ az adott SSD vezérlő esetében, ami negatívan hat a teljesítményre. A négy részre osztott újdonságokkal ez elkerülhető.
A Micron és az Intel által kifejlesztett speciális 3D NAND Flash memóriachipek ONFi 4.0 támogatással érkeznek, így maximum 800 MT/s sebesség elérésére lehetnek képesek.
Adattároló kapacitás
Az új memóriachipek jóvoltából a 256 GB-os SSD-k átvehetik a slágertermék szerepkörét 128 GB-os társaiktól. Lehetőségek tekintetében a kompakt, M.2-es formátumú SSD kártyák esetében 3,5 TB körüli, a hagyományos, 2,5 hüvelykes formátumú adattárolók esetében pedig akár 10 TB feletti adattároló kapacitás elérésére is lesz lehetőség.
Érkezés
A Micron tervei szerint az első kereskedelmi forgalomba szánt 3D MLC alapú SSD meghajtók várhatóan június folyamán, a Computex idején mutatkozhatnak be. Első körben az MLC alapú SSD meghajtók debütálnak, de nem sokkal utánuk TLC alapú társaik is tiszteletüket teszik a piacon.
