Co to jest pamięć i pamięć 3D NAND?

Obecnie pamięć Flash (np. dysk SSD) jest „preferowana” przez wiele komputerów osobistych. I chociaż przetwarzanie nie jest tak szybkie, jak oczekiwano, pamięć ta staje się tańsza i bogatsza, a jej wartość wzrasta w porównaniu z konwencjonalnymi obrotowymi dyskami twardymi. Największym osiągnięciem w ostatnim czasie była technologia układów pamięci 3D NAND, znana również jako pionowa NAND lub „V-NAND”. Co to oznacza dla Ciebie? Mówiąc laikiem, pamięć 3D NAND jest szybsza i tańsza. Czym więc w specjalistycznym języku jest pamięć 3D NAND? Zobaczmy.

Buduj pamięć pionowo

Wyobraź sobie fragment pamięci flash jako budynek mieszkalny: podzielony na strefy, do których ludzie muszą wejść lub wyjść, czas wejścia (w tej metaforze stan „1” jest przypisany do bitu danych) lub wyjście (stan „0”) jest inny. Najważniejszym zasobem, jeśli chcesz zbudować budynek mieszkalny, jest grunt. Pomijając więc ograniczenia techniczne i budżetowe, Twoim celem jest zgromadzenie na tym obszarze jak największej liczby osób.

C

100 lat temu oczywistym rozwiązaniem tego problemu było podzielenie budynku mieszkalnego na jak najmniejsze części, maksymalizując liczbę osób mieszczących się w każdej części. Teraz, wraz z pojawieniem się budynków stalowych i szybkich, bezpiecznych wind, budowniczowie mogą w pełni wykorzystać te nowe materiały. Budynki budowano z większą liczbą pięter, dzięki czemu liczba osób zamieszkujących tę samą powierzchnię wzrosła dziesięć, dwadzieścia lub pięćdziesiąt razy więcej niż dotychczas.

2D i 3D NAND to budynki, o których mówiliśmy powyżej, tyle że to bity, a nie ludzie. Firmy ciężko pracowały, aby upchnąć jak najwięcej danych w płaszczyznach X i Y urządzeń półprzewodnikowych, a teraz budują płytki drukowane w pionie. Jednak nadal istnieją ograniczenia, ponieważ pamięci RAM DIMM o grubości 3 cali nie można przesadzić, nawet jeśli zmieści się w nim 10 terabajtów danych. Jednak nowe techniki produkcji chipów i pamięci pozwalają na mikroskopijne nakładanie warstw architektury NAND, jak w wysokim budynku. Te techniki warstwowe sprawiają, że przechowywanie w pionie jest trudniejsze, szybsze i wydajniejsze niż starszy sprzęt.

Przechowuj więcej bitów

Dzięki temu nowemu typowi warstwowej konstrukcji pamięci coraz więcej danych można upchnąć w tej samej przestrzeni fizycznej. Co więcej, te techniki miniaturyzacji są nadal stosowane w konwencjonalnej pamięci RAM i stosowej pamięci flash, zapewniając więcej korzyści w przypadku umieszczania wielu warstw w module pamięci. Ponieważ fizyczna przestrzeń pamięci staje się mniejsza, opóźnienia i zużycie energii również szybko się zmniejszają, zwiększając prędkość odczytu i zapisu. Postępy, takie jak dziury w kanałach, umożliwiają jeszcze szybsze przesyłanie danych w górę i w dół warstw półprzewodników – jak w przypadku miniwind w metaforze wczesnego budynku mieszkalnego.

Technologia pionowej pamięci NAND przynosi korzyści wszystkim segmentom rynku pamięci flash, zwłaszcza sektorowi technologicznemu. Ponieważ proces produkcji i produkcji supergrubych bloków pamięci i RAM jest tak skomplikowany, ich koszt jest bardzo kosztowny i często nie są one stosowane w standardowych urządzeniach elektroniki użytkowej, ale centra danych i inne stacje robocze o dużej mocy są nadal opłacalne w użyciu .

Mimo to technologia 3D NAND pojawiła się na rynku konsumenckim, a korzyści wynikające z przechowywania czystych danych na dyskach półprzewodnikowych są ogromne. Biorąc to pod uwagę, nie jest to tak rewolucyjne, jak się wydaje, biorąc pod uwagę rosnące zapotrzebowanie na pamięć flash wśród producentów elektroniki, klientów korporacyjnych i klientów ogólnych. W związku z tym zapotrzebowanie na pamięć flash rośnie. Ponieważ koszt jest nadal dość wysoki.

Nie jest gotowy na potrzeby głównego nurtu

Podczas gdy popyt na wszystkich rynkach wzrasta, koszty rosną, a centra produkcyjne unowocześniają się w celu tworzenia bardziej zaawansowanych komponentów, cena i dostępność zarówno pamięci RAM, jak i standardowej pamięci SSD wydaje się pozostawać w stagnacji od wielu lat. Mimo że dostępne są nowe chipy 3D NAND, szybsze i wydajniejsze, ceny nie spadają, a szybki wzrost pojemności jest tylko teoretyczny. Marzenie o wypchaniu komputera do gier dziesiątkami terabajtów taniej, superszybkiej pamięci flash jest jeszcze dość odległe.

Jednak „efekt osmozy” nowych technik i technologii jest nieunikniony. Nadchodzi boom na pamięć i pamięć masową typu flash, w miarę jak coraz więcej dostawców wprowadza na rynek i ulepsza możliwości wytwarzania półprzewodników 3D. Ten proces może zająć jeszcze tylko kilka lat i oczywiście kilka dolarów więcej, poczekajmy i zobaczmy!