Co to jest pamięć i pamięć 3D NAND?

Pamięć flash (jak dyski SSD) jest w dzisiejszych czasach wściekłością dla komputerów PC. I choć proces nie idzie tak szybko, jak moglibyśmy się spodziewać, to magazyn staje się coraz tańszy i gęstszy przez cały czas, skłaniając się ku konwencjonalnym dyskom twardym. Największym krokiem naprzód był ostatnio NAND flash 3D, znany również jako pionowy NAND lub "V-NAND". Co to oznacza dla ciebie? W kategoriach laika, tańsze i szybsze przechowywanie i pamięć. W kategoriach nie laików, cóż, spójrzmy.

Budowanie, nie

Wyobraźmy sobie kawałek pamięci flash jako budynek mieszkalny: wiele obszarów w segmencie, w które ludzie muszą się wchodzić lub wychodzić, spędzając różny czas w stanie (stan "1" dla pojedynczego fragmentu danych, w tej metaforze) lub na zewnątrz (stan "0") ich domów. Teraz najcenniejszym zasobem, jaki masz, jeśli budujesz nowy budynek mieszkalny, jest nieruchomość, na której chcesz ją zbudować. Ignorując przyziemne przeszkody, takie jak inżynieria i budżet, Twoim celem jest zapewnienie maksymalnej możliwej liczby ludzi na wyznaczonym terenie.

Sto lat temu oczywistą odpowiedzią na ten problem byłoby podzielenie mieszkań tak małych, jak to tylko możliwe, wewnątrz budynku, maksymalizując liczbę osób, które można dopasować do jednej opowieści. Teraz, wraz z pojawieniem się stalowych budynków i szybkich, bezpiecznych wind, możemy budować w górę do granic naszych nowych materiałów. Możemy dodać tyle historii do budynku, ile możemy fizycznie zarządzać, pozwalając dziesięciu, dwudziestu lub pięćdziesięciu razy większej liczbie ludzi mieszkać na tej samej powierzchni, która była wcześniej tak ograniczona.

Tak samo jest z NAND 2D i 3D. Ponieważ mówimy o bitach, a nie ludziach, firmy już pracowały ciężko, by włożyć tak dużo danych, jak to tylko możliwe, w płaszczyzny X i Y elementów półprzewodnikowych, a teraz budują pionowo z płytki drukowanej. Oczywiście nadal istnieją fizyczne ograniczenia - RAM DIMM o grubości trzech cali nie jest zbyt użyteczny, nawet jeśli można tam zmieścić dziesięć terabajtów danych. Ale nowe techniki wytwarzania chipów i pamięci umożliwiają mikroskopowe nakładanie warstw w architekturze NAND, bardzo podobnie jak w wielopiętrowym budynku mieszkalnym. Te techniki nakładania warstw i wytwarzania sprawiają, że pamięć pionowa jest gęstsza, szybsza i bardziej wydajna w porównaniu do starszych urządzeń w calach.

Więcej bitów dla twojej Buck

Dzięki temu nowemu warstwowemu sposobowi tworzenia pamięci, coraz więcej danych może zostać wepchniętych w tę samą przestrzeń fizyczną. Nie tylko to, ale techniki miniaturyzacji, które są nadal stosowane do bardziej konwencjonalnej pamięci RAM i pamięci flash, również "stos", co daje więcej korzyści, tym więcej warstw można umieścić na module pamięci. A ponieważ fizyczna przestrzeń dla wszystkich tych rzeczy staje się coraz mniejsza, czas oczekiwania, zużycie energii oraz szybkość odczytu i zapisu spadają również w szybszym tempie. Postępy, takie jak otwory w kanałach, umożliwiają jeszcze szybsze przesyłanie danych w górę iw dół warstw półprzewodników - coś w rodzaju maleńkich wind w naszej oryginalnej metaforze budynku mieszkalnego.

Pionowa technika NAND jest korzystna dla wszystkich sektorów rynku pamięci flash, ale, jak można się spodziewać, interesy przemysłowe osiągają najlepsze wyniki. Niewiarygodnie złożone procesy produkcyjne pozwalają na stosowanie super-gęstych bloków pamięci RAM i pamięci masowej, które są zbyt drogie dla standardowej elektroniki użytkowej, ale nadal umożliwiają zwrot z inwestycji dla centrów danych i stacji roboczych o dużej mocy.

Mimo to, 3D NAND trafiło już na rynek konsumencki, a korzyści dla czystej retencji danych na dyskach SSD są dramatyczne. Mimo to, nie jest to tak rewolucyjne, jak mogłoby się wydawać na początku: dzięki stale rosnącemu zapotrzebowaniu na pamięć flash wśród producentów elektroniki, klientów danych korporacyjnych i stałych klientów, takich jak Ty i ja, obecnie na całym świecie brakuje pamięć flash na wszystkich poziomach. Zatem koszty są nadal dość wysokie.

Nie całkiem gotowy na czas najwyższy

Pomiędzy zwiększonym popytem ze wszystkich rynków a kosztem ciągłego ulepszania i modernizacji centrów produkcyjnych w celu tworzenia bardziej zaawansowanych komponentów, cena i dostępność zarówno standardowych pamięci RAM i dysków SSD wydaje się być wielotorową. Chociaż nowsze układy 3D NAND są dostępne, a są one szybsze i bardziej wydajne, nie widzimy spadku cen i szybkiego zwiększenia pojemności, które takie duże kroki sugerowałyby same. Marzenie o wypchnięciu twojego komputera do gier dziesiątkami terabajtów superszybkiej pamięci flash i pamięci masowej na tanie wciąż jest daleko.

Ale efekt nowych technik i technologii jest mniej lub bardziej nieunikniony. Nadchodzi boom pamięci flash i pamięci masowej, ponieważ coraz więcej dostawców przełącza się i ulepsza swoje możliwości wytwarzania półprzewodników 3D. To może zająć jeszcze kilka lat - i kilka dodatkowych dolarów - niż mieliśmy nadzieję.

Źródło obrazu: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazon, Intel