Что такое 3D NAND память и хранилище?

Флэш-накопители (например, твердотельные накопители) в наши дни являются модными для ПК. И хотя процесс идет не так быстро, как мы могли бы надеяться, это хранилище становится все дешевле и плотнее, увеличиваясь в цене по сравнению с обычными вращающимися жесткими дисками. Самым большим скачком вперед в последнее время стала вспышка 3D NAND, также известная как вертикальная NAND или «V-NAND». Что это значит для вас? С точки зрения обывателя, дешевле и быстрее хранение и память. С точки зрения непрофессионала, ну, давайте посмотрим.

Наращивание, а не выход

Представьте себе флеш-накопитель как многоквартирный дом: множество разделенных областей, в которые люди должны входить или выходить, тратя различное количество времени либо в (состояние «1» для одного бита данных, в этой метафоре), либо вне («0» состояние) их домов. Теперь самым ценным ресурсом, который у вас есть, если вы строите новый многоквартирный дом, является недвижимость, на которой вы хотите его построить. Игнорируя мирские препятствия, такие как инженерия и бюджет, ваша цель - разместить максимально возможное количество людей на определенной территории..

Сто лет назад очевидным ответом на эту проблему было бы разделение квартир как можно меньше внутри вашего здания, максимально увеличивая количество людей, которых вы можете вместить в одну историю. Теперь, с появлением стальных зданий и быстрых, безопасных лифтов, мы можем строить вверх до предела наших новых материалов. Мы можем добавить к зданию столько историй, сколько сможем физически, позволяя в десять, двадцать или пятьдесят раз большему количеству людей жить на том же участке земли, который ранее был так ограничен..

Так же и с 2D и 3D NAND. Поскольку мы говорим о битах, а не люди, компании уже работали трудно втиснуть столько данных, сколько возможно, в X и Y плоскости полупроводниковых компонентов, и теперь они строят вертикально вверх от печатной платы. Конечно, физические ограничения по-прежнему существуют - модуль памяти DIMM толщиной три дюйма не слишком полезен, даже если вы можете разместить в нем десять терабайт данных. Но новые технологии в производстве чипов и памяти позволяют микроскопически разделить архитектуру NAND, очень похоже на высотное жилое здание. Эти методы наложения и изготовления делают вертикальную память более плотной, быстрой и более эффективной, дюйм-дюйм по сравнению со старым оборудованием..

Больше битов за ваш доллар

С этим новым многоуровневым стилем изготовления памяти все больше и больше данных может быть помещено в один и тот же объем физического пространства. Не только это, но и методы миниатюризации, которые все еще применяются к более традиционному ОЗУ и флэш-памяти, также «укладываются», предоставляя больше преимуществ, чем больше слоев вы можете поместить в модуль памяти. А поскольку физическое пространство для всего этого становится все меньше и меньше, задержки, энергопотребление, а также скорость чтения и записи также уменьшаются в более быстром темпе. Достижения, такие как дыры в каналах, позволяют еще быстрее передавать данные вверх и вниз по слоям полупроводников, что-то вроде крошечных лифтов в нашей оригинальной метафоре жилого дома.

Вертикальная технология NAND выгодна для всех секторов рынка флэш-памяти, но, как и ожидалось, промышленные интересы видят лучшую отдачу. Невероятно сложные процессы изготовления позволяют использовать сверхплотные блоки оперативной памяти и хранилища, которые слишком дороги для стандартной бытовой электроники, но все же обеспечивают возврат инвестиций в центры обработки данных и рабочие станции с высокой мощностью..

Несмотря на это, 3D NAND уже вышел на потребительский рынок, и преимущества чистого хранения данных на твердотельных накопителях впечатляют. При этом он не настолько революционен, как может показаться на первый взгляд: благодаря постоянно растущему спросу на флэш-память среди производителей электроники, корпоративных клиентов данных и постоянных потребителей, таких как вы и я, в настоящее время во всем мире ощущается нехватка флеш память на всех уровнях. Так что затраты все еще довольно высоки.

Не совсем готов к прайм тайм

Между возросшим спросом на всех рынках и стоимостью постоянного улучшения и модернизации производственных центров для производства более совершенных компонентов цена и доступность как стандартной оперативной памяти ПК, так и хранилища SSD, похоже, находятся в многолетней рутине. Хотя новые чипы 3D NAND доступны, и они быстрее и эффективнее, мы не наблюдаем снижения цены и быстрого увеличения емкости, которые такие большие шаги могли бы предложить самостоятельно. Мечта наполнить ваш игровой ПК десятками терабайт сверхбыстрой флэш-памяти и дешевыми хранилищами еще далеко.

Но эффект просачивания новых технологий и технологий более или менее неизбежен. Грядет бум в области флэш-памяти и хранения, поскольку все больше и больше поставщиков переключаются и улучшают свои возможности по производству 3D-полупроводников. Это может занять всего несколько лет - и несколько долларов - чем мы надеялись.

Источник изображения: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazon, Intel