Koniec monopolu Samsunga na trzeci wymiar pamięci flash to początek ery naprawdę tanich SSD

Strona głównaKoniec monopolu Samsunga na trzeci wymiar pamięci flash to początek ery naprawdę tanich SSD
28.03.2015 14:18
Koniec monopolu Samsunga na trzeci wymiar pamięci flash to początek ery naprawdę tanich SSD
bDUBCGIC

To koniec monopolu Samsunga na trójwymiarowe pamięci NAND flash.W tym tygodniu swoje rozwiązania pokazała Toshiba, a zaledwie kilkagodzin później na wspólnej konferencji Intel i Micron przedstawiłyszczegóły nowego procesu produkcji 3D NAND. Tańsze, pojemniejsze iszybsze nośniki SSD mogą przyczynić się do tego, że tradycyjnedyski talerzowe całkowicie znikną z komputerów osobistych,zostanie dla nich miejsce tylko w sprzęcie serwerowym.

bDUBCGHV

Wprowadzając w 2013 roku na rynek pierwszeukłady trójwymiarowej pamięci NAND, Samsung wysunął się nazdecydowanego lidera w dziedzinie pamięci zewnętrznych. Zastąpieniejednej płaskiej matrycy komórek pamięci wieloma warstwami takichmatryc rozwiązało problemy z dalszą miniaturyzacją: rosnącagęstość upakowania komórek pamięci sprawiała, że materiałizolacyjny stawał się coraz cieńszy i coraz bardziej podatny nauszkodzenia wynikające z kasowania danych. Operacja ta, polegającana usuwaniu elektronów z bramki pływającej tranzystora polowego,wykorzystuje zjawisko tunelowania, w którym pod działaniem silnegopola elektrycznego elektrony pokonują barierę potencjału.

W pierwszych trójwymiarowych układach pamięci Samsunga,zawierających 24 warstwy, udało się dzięki temu uzyskać ponaddwukrotnie większą gęstość upakowania elementów niż wdwuwymiarowych pamięciach flash, produkowanych w procesie 20 nm.Pomogło w tym nie tylko ułożenie warstw w pionie, ale teżpozbycie się pływającej bramki z tranzystora – ładunekelektryczny trafia do tuby z nieprzewodzącej warstwy azotku krzemu,dzięki czemu unika się interferencji między sąsiednimi komórkamipamięci. Dziś Samsungowe czipy flashV-NAND (jak nazywa je firma) dostępne są już w wersjach32-warstwowych (86 Gbit w kostce) i stosowane m.in. w dyskach SSD zserii EVO.

350133244861441481

Przedstawione przez Toshibę rozwiązanie nie jest zwykłą kalkąpomysłu Koreańczyków. Już na starcie Japończycy pokazali pamięćskładającą się maksymalnie z 48 warstw, o pojemności 128 Gbit(16 GB) Powstające w technologii BiCS (Bit Cost Scalable) pamięcico prawda też pozbywają się tradycyjnej konstrukcji,wykorzystującej pływającą bramkę, ale zastosowany w nichU-kształtny łańcuch komórek pozwalać ma na efektywniejszeupakowanie macierzy. Toshiba chwali się też tym, że swojerozwiązanie może produkować z użyciem wcześniej stosowanejinfrastruktury – Fab2 w Yokkaichi Operations w prefekturze Miezacznie wytwarzać nowe pamięci najdalej za rok.

350133244861572553

Nie wiadomo jeszcze, w jakim procesie ta trójwymiarowa pamięćbędzie powstawać. Najpewniej wykorzystany zostanie jeden zestarszych procesów, być może 32 nm. Idąc w trzeci wymiarproducenci mogą sobie pozwolić na większy luz w tej kwestii –Samsung, produkujący płaskie układy półprzewodnikowe w procesie14 nm, swoje układy V-NAND też tworzy w procesie 32 nm.

bDUBCGHX

Kilka godzin po informacji prasowej od Toshiby dotarła do nasinformacja od Intela i Microna, działających w ramach partnerstwaIMFT – Intel-Micron Flash Technologies. Firmy te już w listopadziezeszłego roku pokazały prototyp pamięci 3D NAND, a teraz, możliweże w odpowiedzi na działania konkurencji. Do tej pory wiedzieliśmytylko tyle, że pamięć ta składała się z 32 warstw, alezapewniała bardzo duże pojemności – 256 Gbit (32 GB) dla wersjiMLC i aż 384 Gbit (48 GB) dla wersji TLC.

Z nowych informacji wynika, że Intel z Micronem pozostali przytradycyjnej konstrukcji pływającej bramki, podobno ze względu naproblemy natury fizycznej z pułapką ładunku stosowaną przezSamsunga i teraz także Toshibę. Na poniższym obrazku możemyzobaczyć strukturę tej pamięci, choć inżynierowie IMFT nie zabardzo wyjaśnili, co właściwie widzimy. Możemy się domyślać,że fioletowe pręty to kanały pamięci, a zielone to linie słów(WL). Komórki pamięci znajdują się między nimi.

350133244861834697

Wytrzymałość komórki pamięci w tej konstrukcji jest szacowanana 3 tys. cykli programowania/kasowania, z czasem ma to kilkukrotniewzrosnąć. Z przedstawionych wykresów wynika też, że pamięciIMFT powstawać będą w procesie od 35 do 50 nm. Ich produkcjaruszyć ma już w drugiej połowie tego roku, więc korzystający znich sprzęt zobaczymy pewnie za rok.

Porównanie rozwiązań 3D NAND
Porównanie rozwiązań 3D NAND

Zainteresowana pamięciami 3D NAND jest, z tego co wiadomo,jeszcze jedna, dobrze znana na rynku firma, mianowicie Hynix. Wiemyjedynie, że opracowywana przez nich struktura o nazwie DC-SF madalej wykorzystywać pływającą bramkę. Jak widać, w tej kwestiidoszło do technicznego podziału, a wybór przez Intela/Microna iHynixa starszego, bardziej sprawdzonego rozwiązania nie oznacza, żebędzie ono z konieczności gorsze niż produkty Toshiby i Samsunga.

bDUBCGId

Bez względu jednak na szczegóły rozwiązań technicznych,wygląda na to, że flashowe pamięci zewnętrzne o pojemności nawet1 terabajta mogą w przyszłym roku stać się standardem także i wnajtańszych komputerach. Pójście w trzeci wymiar zbliża nasbowiem do osiągnięcia gęstości w dolarach na gigabajt zbliżonychdo wyników zbliżonych do montowanych wciąż w komputerach dyskówtalerzowych.

Udostępnij:
bDUBCGIT