Компании Micron и Intel представили микросхемы флеш нового поколения, которые позволят существенно увеличить емкость твердотельных накопителей, улучшат производительность и надежность SSD. Технология 3D NAND позволит выпускать диски стандартного форм-фактора 2,5” объемом более 10 ТБ.

Для увеличения емкости флеш-чипов, изготавливаемых традиционным планарным методом, необходимо повышать плотность размещения ячеек. Для этого необходимо улучшать техпроцесс изготовления. Этот способ сам по себе весьма затратный, к тому же сопряжен с определенными физическими ограничениями. В случае с флеш-памятью уменьшение размера ячейки не лучшим образом сказывается и на количестве циклов перезаписи. Как правило, чем тоньше техпроцесс изготовления, тем меньший ресурс ячеек.

Micron и Intel предлагают использовать для флеш-чипов многослойную компоновку 3D NAND. Такой способ упаковки ячеек сразу приносит несколько преимуществ. Прежде всего, позволяет значительно увеличить емкость микросхем памяти. Представленные чипы имеют как минимум втрое большую плотность, чем у обычных флеш-чипов. Уже на старте микросхемы с ячейками типа MLC имеют емкость 256 Гб, а версии ячейками TLC – 384 Гб.

Чтобы получить подобные результаты, разработчики применяют 32-слойный дизайн в сочетании с технологией плавающего затвора. Подобная внутренняя «многоэтажность» не сказывается на физических габаритах самой микросхемы.

Intel-Micron_3D-NAND_2Используя чипы с 3D NAND первого поколения, производители смогут увеличить объем дисков в формате M.2 до 3,5 ТБ. При этом в стандартном корпусе форм-фактора 2,5” можно будет предлагать SSD емкостью более 10 ТБ. Конечно, флеш-микросхемы 3D NAND могут быть использованы и для мобильных устройств самых различных форм-факторов.

3D-компоновка позволяет заметно увеличить расстояние между ячейками. В данном случае это хорошая новость. Для изготовления чипов в данном случае можно использовать техпроцесс 40–50 нанометров. Увеличение расстояния между ячейками позволяет увеличить надежность. При таких нормах изготовления, количество циклов перезаписи должно увеличиться примерно до 10000. Для потребительских платформ более чем достаточно даже имеющихся 1500-2000 циклов, а вот для серверных решений это критичный параметр. Производители ожидают, что при использовании 3D NAND для SSD корпоративного класса можно будет задействовать чипы в том числе и с TLC-структурой.

Очевидно, что стоимость изготовления микросхем 3D NAND несколько выше, чем у стандартных флеш-чипов, однако, с учетом увеличивающейся плотности записи, многоуровневые микросхемы смогут обеспечить лучшее соотношение цена/объем.

Micron и Intel намерены довольно оперативно выводить технологию на рынок. Разработчики уже передали некоторым партнерам пробные образцы чипов 3D NAND с ячейками MLC. Чипы с TLC будут доступны чуть позже, в конце весны. Если говорить о массовом производстве, то это третий-четвертый квартал нынешнего года. Возможно, еще в 2015-ом мы увидим в продаже SSD на 3D NAND.