ما هي ذاكرة وتخزين NAND ثلاثية الأبعاد؟

في الوقت الحاضر، تعتبر ذاكرة الفلاش (مثل SSD) "مفضلة" لدى العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية. وعلى الرغم من أن المعالجة ليست بالسرعة المتوقعة، إلا أن هذه الذاكرة أصبحت أرخص وأكثر وفرة، وتزداد قيمتها مقارنة بمحركات الأقراص الثابتة التقليدية. وكانت أكبر قفزة في الآونة الأخيرة هي تقنية شرائح الذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد، والمعروفة أيضًا باسم NAND العمودي أو "V-NAND". ماذا يعني هذا بالنسبة لك؟ من وجهة نظر الشخص العادي، تعتبر ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد أسرع وأرخص. إذن، باللغة المتخصصة، ما هي ذاكرة NAND ثلاثية الأبعاد؟ دعنا نرى.

بناء الذاكرة عموديا

تخيل قطعة من ذاكرة الفلاش كمبنى سكني: مقسمة إلى مناطق، حيث يحتاج الأشخاص إلى الدخول أو الخروج، ووقت الدخول (في هذا التشبيه، يتم تعيين الحالة "1" لبت البيانات) أو الإخراج (الحالة "0") مختلف. الآن، المورد الأكثر أهمية إذا كنت ترغب في بناء مبنى سكني هو الأرض. لذا، وبغض النظر عن القيود الفنية والمتعلقة بالميزانية، فإن هدفك هو جذب أكبر عدد ممكن من الأشخاص إلى تلك المنطقة.

ج

قبل 100 عام، كانت الإجابة الواضحة على هذه المشكلة هي تقسيم المبنى السكني إلى أصغر أجزاء ممكنة، مما يزيد من عدد الأشخاص الذين يتناسبون مع كل جزء. الآن مع ظهور المباني الفولاذية والمصاعد السريعة والآمنة، يمكن للبنائين استغلال هذه المواد الجديدة بشكل كامل. تم بناء المباني بطوابق أكثر، مما سمح لعدد الأشخاص الذين يعيشون في نفس مساحة الأرض أن يزيد بمقدار عشرة أو عشرين أو خمسين مرة عن ذي قبل.

NAND ثنائية وثلاثية الأبعاد هي المباني التي تحدثنا عنها أعلاه، وهي مجرد أجزاء وليست أشخاصًا. لقد بذلت الشركات قصارى جهدها من أجل حشر أكبر قدر ممكن من البيانات في المستويين X وY الخاص بأجهزة أشباه الموصلات، وتقوم الآن ببناء لوحات الدوائر عموديًا. ومع ذلك، لا تزال هناك قيود لأنه لا يمكن استخدام ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) DIMM التي يبلغ سمكها 3 بوصات أكثر من اللازم، حتى لو كان بإمكانك احتواء 10 تيرابايت من البيانات فيها. لكن التقنيات الجديدة في تصنيع الرقائق والذاكرة تسمح بتكوين طبقات مجهرية من بنية NAND، مثل المباني الشاهقة. تجعل تقنيات الطبقات هذه التخزين الرأسي أصعب وأسرع وأكثر كفاءة من الأجهزة القديمة.

تخزين المزيد من البتات

مع هذا النوع الجديد من تصنيع الذاكرة ذات الطبقات، يمكن حشر المزيد والمزيد من البيانات في نفس المساحة الفعلية. ليس هذا فحسب، بل إن تقنيات التصغير هذه لا تزال قيد التطبيق على ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية وذاكرة الفلاش المكدسة، مما يوفر المزيد من الفوائد عند وضع طبقات متعددة في وحدة الذاكرة. نظرًا لأن المساحة الفعلية للذاكرة تصبح أصغر، فإن زمن الوصول واستهلاك الطاقة ينخفض ​​أيضًا بسرعة، مما يزيد من سرعات القراءة والكتابة. تسمح التطورات مثل فتحات القنوات بنقل البيانات لأعلى أو لأسفل طبقات أشباه الموصلات بشكل أسرع - مثل المصاعد الصغيرة في استعارة المبنى السكني المبكر.

تفيد تقنية NAND العمودية جميع قطاعات سوق ذاكرة الفلاش، وخاصة قطاع التكنولوجيا. نظرًا لأن عملية تصنيع وإنتاج الذاكرة فائقة السُمك وكتل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) معقدة للغاية، فإن تكلفتها باهظة جدًا، وغالبًا ما لا يتم استخدامها في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية القياسية، لكن مراكز البيانات ومحطات العمل الأخرى عالية الطاقة لا تزال مربحة للاستخدام. .

ومع ذلك، فقد وصلت تقنية 3D NAND إلى السوق الاستهلاكية وأصبحت فوائد تخزين البيانات النقية في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة هائلة. ومع ذلك، فإن هذا ليس ثوريًا كما يبدو، نظرًا للطلب المتزايد على ذاكرة الفلاش بين الشركات المصنعة للإلكترونيات وعملاء المؤسسات والعملاء بشكل عام، وبالتالي فإن الطلب على ذاكرة الفلاش آخذ في الازدياد. لأن التكلفة لا تزال مرتفعة جدا.

غير جاهز لتلبية الاحتياجات السائدة

في حين يزداد الطلب من جميع الأسواق، وتتحسن التكاليف وتقوم مراكز التصنيع بتحديثها لإنشاء مكونات أكثر تقدمًا، يبدو أن سعر وتوافر كل من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وتخزين SSD القياسي ظل "راكدًا" لسنوات عديدة. على الرغم من توفر شرائح NAND ثلاثية الأبعاد جديدة، أسرع وأكثر كفاءة، إلا أن الأسعار لن تنخفض والزيادة السريعة في السعة هي مجرد نظرية نظرية. إن حلم ملء كمبيوتر الألعاب الخاص بك بعشرات التيرابايت من ذاكرة الفلاش الرخيصة وفائقة السرعة لا يزال بعيد المنال.

لكن "تأثير التناضح" للتقنيات والتكنولوجيات الجديدة أمر لا مفر منه. إن طفرة تخزين الذاكرة والفلاش قادمة، مع انتقال المزيد والمزيد من البائعين إلى قدرات تصنيع أشباه الموصلات ثلاثية الأبعاد وتحسينها. قد تستغرق هذه العملية بضع سنوات إضافية وبالطبع بضعة دولارات إضافية، فلننتظر ونرى!