iPon Hírek

Minden, amit a Micron 3D NAND chipjeiről tudni érdemes

Dátum | 2016. 02. 16.
Szerző | J.o.k.e.r
Csoport | ADATTÁROLÁS

A NAND Flash memóriachipek piacán éppen zajlik az átállás, amelynek keretén belül a korábban egyeduralkodó planáris megoldásokat egyre inkább kezdik felváltani a háromdimenziós, egymásra rétegezett lapkákból álló termékek, amelyeket 3D NAND névvel szokás emlegetni. Ezt a piacot a Samsung már régen célba vette saját, 3D V-NAND névre keresztelt megoldásaival, amelyek rengeteg komoly sikert értek már el, de a technológia úttörő jellege miatt azért kisebb problémák is felmerültek a termékekkel kapcsolatban. Persze a Samsung nem az egyetlen a piacon, aki 3D NAND Flash memóriachipekben gondolkodik, ugyanis a Toshiba és a Sandisk, valamint az SK Hynix szakemberei is folytatnak fejlesztéseket ezen a területen, és lassan az Intel-Micron kettes fogat is begördül a rajtrácsra. Most utóbbi két gyártó 3D NAND megoldásáról lesz szó, amely ígéretesnek tűnik, de időben picit le van maradva riválisaihoz képest. A technológia alapjai A Micron és az Intel által kifejlesztett 3D NAND Flash memóriachipek memóriacellái különc módon nem CTF (Charge-Trap Flash), hanem FGF (Floating-Gate Flash) alapokon nyugszanak, azaz nem töltéscsapdát, hanem lebegőkaput alkalmaznak a tranzisztorok esetében. Hasonló megoldással már az SK Hynix szakemberei is próbálkoztak, ám végül a CTF alkalmazása mellett döntöttek – hiszen a lebegőkapus technológiával nehéz vertikálisan építkezni. Viszont azt sem szabad elfelejteni, hogy a Micron és az Intel szakemberei régóta professzionális szinten bánnak a lebegőkapus technológiával, így nekik a jelek szerint sikerül az, ami más próbálkozóknak nem. A lebegőkapus 3D NAND memóriachipek strapabíróság tekintetében nem lesznek a legjobbak, de adatmegtartás terén előnyben lehetnek riválisaikkal szemben. Strapabíróság terén egyelőre sajnos csak becslések állnak rendelkezésre, amelyek alapján az egyszerűbb BCH ECC hibajavítás alkalmazásával néhány ezer írási/törlési ciklus lesz elérhető az egyes cellák esetében, míg a komplexebb LDPC alkalmazásával már néhány tízezernyi effektív írási/törlési ciklusra lehet számítani. Ahogy a gyártástechnológia kezd kiforrni, az új memóriachipek felülmúlhatják 20 nm-es csíkszélességgel készített planáris társaikat, legalábbis ami az írási strapabíróságot illeti. Adattároló kapacitás A Micron-féle 3D NAND memóriachipek első generációja 32 lapkaréteget tartalmaz majd, ami MLC lapkák esetén 256 Gb-es, TLC lapkák esetén pedig 384 Gb-es adattároló kapacitást jelent. Manapság MLC fronton a riválisoknak 48 rétegre van szükségük a 256 Gb-es kapacitás eléréséhez, azaz a Micron megoldása előnyből indulhat.
A NAND Flash memóriachipek esetében a lapméret egységesen 16 kB lesz, a blokkméret pedig 16 MB lesz az MLC, és 24 MB a TLC alapú megoldások esetében. Mivel a processzorok és a fájlrendszerek manapság még többnyire 4 kB-os blokkmérettel dolgoznak, így a Micron részleges olvasási funkciót is biztosít a chipekhez, így a 4 kB-os olvasási feladat hamarabb elvégezhető lesz, mint ha egy teljes 16 kB-os lapot kellene kiolvasni – ez ráadásul feleannyi fogyasztással zajlik majd. Fogyasztás tekintetében azt is érdemes megemlíteni, hogy a Micron új, 32 rétegű megoldásai ugyanannyi fogyasztás mellett akár 30%-kal több adat mozgatására is képesek, mint napjaink planáris NAND Flash memóriachipjei. Ez egyrészt segít a noteszgépek akkumulátoros üzemidejének növelésében, ugyanakkor az adatközpontok üzemeltetési költségeit is csökkentheti. Trükkös kivitel, nagyobb teljesítmény A hagyományos, planáris felépítésű NAND Flash memóriachipeknél a lapka méretének nagyjából 20%-át teszi ki a logikai áramkör. A Micron annak érdekében, hogy az adatsűrűséget és a teljesítményt növelni tudja, kifejlesztette a CMOS Under the Array technológiát, amelynek köszönhetően a logikai áramköröknek mintegy 75%-a a 3D NAND lapkák alatt lapul, így az alapterület növelése nélkül emelhető az adatsűrűség. Azáltal, hogy a CMOS réteg a 3D NAND Flash lapkák alatt helyezkedik el, könnyebben és költséghatékonyabban lehet a lapkákat négy részre osztani (Four Plane), ami a két részre osztott (Two Plane) megoldásokhoz képest komoly előnyt kínál, hisz segít a párhuzamosság javításában.
Ilyen egy Two Plane típusú lapka
Ennek köszönhetően egy olyan 480 GB-os meghajtó, amely négy részre osztott 256 Gb-es lapkákra támaszkodik, hasonló szintű párhuzamosságra lesz képes, mint az, amely két részre osztott 128 Gb-es lapkákkal dolgozik, így az adattároló kapacitás növelése nem okoz teljesítménycsökkenést. Utóbbi rendszerint a csíkszélesség-váltások alkalmával szokott bekövetkezni, amikor ugyanazt az adattároló kapacitást kevesebb nagy kapacitású chippel is biztosítani tudják, cserébe viszont a kevesebb chip kevesebb csatornát használ az adott SSD vezérlő esetében, ami negatívan hat a teljesítményre. A négy részre osztott újdonságokkal ez elkerülhető. A Micron és az Intel által kifejlesztett speciális 3D NAND Flash memóriachipek ONFi 4.0 támogatással érkeznek, így maximum 800 MT/s sebesség elérésére lehetnek képesek. Adattároló kapacitás Az új memóriachipek jóvoltából a 256 GB-os SSD-k átvehetik a slágertermék szerepkörét 128 GB-os társaiktól. Lehetőségek tekintetében a kompakt, M.2-es formátumú SSD kártyák esetében 3,5 TB körüli, a hagyományos, 2,5 hüvelykes formátumú adattárolók esetében pedig akár 10 TB feletti adattároló kapacitás elérésére is lesz lehetőség. Érkezés A Micron tervei szerint az első kereskedelmi forgalomba szánt 3D MLC alapú SSD meghajtók várhatóan június folyamán, a Computex idején mutatkozhatnak be. Első körben az MLC alapú SSD meghajtók debütálnak, de nem sokkal utánuk TLC alapú társaik is tiszteletüket teszik a piacon.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

10. ChoSimba
2016.02.16. 17:01
Az Intelnek gondjai támadtak netán a 3DXpointtal ? Vagy árban nem lesz versenyképes ? Vagy csak egyszerűen túl jó még ide, le kell húzni még egy pár bőrt ezekről ?
Tudom, 3DXP-ről nem sok infó van de ezek jutottak eszembe...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. tibaimp ChoSi...
2016.02.16. 17:57
Szerintem egyenlőre az megy a szerver szegmensbe, ott meg tudják fizetni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. gombabacsi
2016.02.16. 18:03
olyan nincs, hogy random elérésű analóg memória?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. Parano1d ChoSi...
2016.02.16. 18:05
Nekem is ez jutott eszembe

Amúgy nem hiszem, hogy az elkövetkező 1-2 évben kiskereskedelmi forgalomban találkozni fogunk vele, ha egyáltalán valaha is elterjed.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. zord01
2016.02.17. 00:05
Srácok, engem rohadtul nem érdekel semmilyen kísérleti, meg "majd lesz" technológia, az érdekel, hogy lehessen már egy 2 TB-s SSD-t 30-35 rugóéírt kapni, mert akkor kirúgom a gépből az utolsó mechanikus alkatrészt is (rendszer már SSD-ről megy 3 éve, fürge, mint a villám, de a kapacitása az kritikán aluli) és maradnak csak az ultra halk ventik.
Jelen pillanatban messze a HDD a leghangosabb alkatrész a gépemben, még úgy is, hogy szigetelt szivacsházban van, a gépház alján, hogy még a rezgéseket se tudja továbbadni a gépháznak.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. zord01
2016.02.17. 00:51
Jó, beérem másfél TB-vel is, de akkor max 30K.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. ChoSimba zord0...
2016.02.17. 07:52
Ha szigetelt gépházból kihallatszik a HDD, akkor az kuka gyanús
Az enyémnek még közelről hallgatva se hallani hangját, max ha mozog a fej.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. FaL
2016.02.17. 10:41
Ezzel a cikkel kapcsolatban két kérdés merült fel bennem: 1. Az élettartam emberi nyelvre lefordítva, akkor mennyivel lesz rosszabb egy manapság átlagos SSD-hez képest? 2. Ez a technológia és az Intel-Micron féle tapasztalat és lokalizált gyártás árban hogy fog kifejeződni, olcsóbb vagy drágább lesz a mostani consumer SSD-khez képest?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. tibaimp FaL
2016.02.17. 11:21
Ezek jó kérdések, de a választ majd megmondom úgy 10 év múlva....

zord01: igen, gondolom nem csak Téged érdekelne ilyen, hidd el, de erre még várni kell gyanítom vagy 6-10 évet simán, de ne legyen igazam...
Csak az a gond, hogy addigra meg már a 2TB kevés lesz, szóval, valahogy fel kellene gyorsítani ezt a folyamatot, de hogy hogyan, azt tőlünk sokkal okosabb emberek sem tudják (most a cikkben szerelő Mikron-Intel is ezen végül is ezen dolgoznak).
Csak abból induljunk ki, hogy a HDD-nek mennyi idő kellett a TB-os méretekig.
Az én első gépemben 386DX 40MHz egy 160MB-os HDD volt!! és 1995-ben kaptam.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. j4ni FaL
2016.02.17. 13:32
1,
Tudja fene, de ha tippelnem kellene akkor azt mondanám, hogy "semennyivel". Az SSD-k általában egyéb hiba (pl vezérlő hiba) miatt halnak meg és nem az elhasználódó memóriacellák miatt.
2,
Ez az intelen meg a micronon múlik. A micronnak jelenleg is vannak megfizethető és jó konzumer SSD-i (A "Crucial" brand név alatt futó mx100-mx200, bx sorozat). Semmi nem utal arra, hogy a megfizethető konzumer vonalat fel akarnák adni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!