Mikä on 3D NAND -muisti ja tallennus?

Flash-tallennus (kuten SSD: t) on PC: n raivoa näinä päivinä. Ja vaikka prosessi ei mene niin nopeasti kuin toivomme, varastointi on yhä halvempaa ja tiheämpää koko ajan, ja se nousee arvoon kohti perinteisiä kehruulaitteita. Suurin harppaus myöhässä on ollut 3D NAND-salama, joka tunnetaan myös nimellä NAND tai V-NAND. Mitä tämä tarkoittaa sinulle? Maallikon termeillä halvempi ja nopeampi tallennus ja muisti. Ei-maallikon termeissä, katsokaamme.

Rakennus, ei ulos

Kuvittele flash-tallennustilaa asuntorakennuksena: paljon osastoituja alueita, joissa ihmisten täytyy päästä sisään tai ulos, viettämällä vaihtelevia määriä aikaa joko ("1" -tilassa yhden bitin bitille, tässä metaforassa) tai ("0" -tilaa). Nyt arvokkain resurssi, jos sinulla on uusi kerrostalo, on se kiinteistö, jonka haluat rakentaa. Tavoitteena on jättää maallisia esteitä, kuten suunnittelua ja budjettia, jättämällä mahdollisimman suuri määrä ihmisiä tietylle alueelle.

Sata vuotta sitten ilmeinen vastaus tähän ongelmaan olisi jakaa huoneistot mahdollisimman pieniksi rakennuksen sisäpuolelle, maksimoimalla ihmisten määrä, jotka mahtuvat yhteen tarinaan. Nyt pystymme rakentamaan teräsrakennuksia ja nopeita, turvallisia hissejä ylös uusien materiaalien rajaan. Voimme lisätä rakennukseen niin monta tarinaa kuin pystymme fyysisesti hallitsemaan, jolloin kymmenen, kaksikymmentä tai viisikymmentä kertaa enemmän ihmisiä voi elää samalla määrällä maata, joka oli aiemmin niin rajoitettu.

Joten se on 2D ja 3D NAND. Koska puhumme bitteistä eikä ihmisistä, yritykset ovat jo tehneet kovasti töitä niin paljon tietoja kuin mahdollista osaksi puolijohdekomponenttien X- ja Y-tasoihin, ja nyt he rakentavat pystysuunnassa piirilevystä. On vielä fyysisiä rajoituksia, tietysti RAM-DIMM, joka on kolme tuumaa paksua, ei ole kovinkaan paljon hyötyä, vaikka mahtuisit kymmeneen teratavuun. Mutta uudet tekniikat sirun ja muistin valmistuksessa mahdollistavat NAND-arkkitehtuurin mikroskooppisen kerrostamisen, aivan kuten kerrostalossa. Nämä kerrostus- ja valmistustekniikat tekevät pystysuuntaisesta muistista tiheämmän, nopeamman ja tehokkaamman tuuman tuuman ja vanhemman laitteiston välillä.

Lisää bittiäsi

Tällä uudella kerrostetulla muistinvalmistustavalla yhä useampia tietoja voidaan koota samaan määrään fyysistä tilaa. Ei vain sitä, vaan myös pienempiä tekniikoita, joita sovelletaan edelleen perinteisempään RAM-muistiin ja flash-muistiin, myös "pinoavat", mikä antaa enemmän etuja, sitä enemmän kerroksia voidaan laittaa muistimoduuliin. Ja koska kaikkien näiden tavaroiden fyysinen tila on yhä nopeampi, latenssi, virrankäyttö ja luku- ja kirjoitusnopeus vähenevät myös nopeammin. Edistyksissä, kuten kanava-aukoissa, saadaan entistä nopeampi tiedonsiirto ylös- ja alaspäin puolijohdekerroksista, kuten pienistä hisseistä alkuperäisessä kerrostalon metaforassamme.

Vertikaalinen NAND-tekniikka hyödyttää kaikkia flash-varastoinnin markkinoiden sektoreita, mutta ennustettavasti teolliset edut näkyvät parhaiten. Uskomattoman monimutkaiset valmistusprosessit mahdollistavat erittäin tiheät RAM-muistilevyt ja tallennukset, jotka ovat liian kalliita tavalliselle kulutuselektroniikalle, mutta mahdollistavat kuitenkin investointien tuoton tietokeskuksille ja suuritehoisille työasemille.

Silti 3D NAND on jo päässyt kuluttajamarkkinoille, ja puhtaan datan säilyttämisen hyödyt kiinteän tilan asemissa ovat dramaattisia. Siitä huolimatta se ei ole aivan yhtä vallankumouksellinen kuin se saattaa näyttää olevan aluksi: elektroniikkavalmistajien, yritysasiakasasiakkaiden ja sinä ja minun kaltaisten säännöllisten kuluttajien flash-muistin kasvavan kysynnän ansiosta on tällä hetkellä maailmanlaajuisesti pulaa flash-muisti kaikilla tasoilla. Joten kustannukset ovat edelleen melko korkeat.

Ei ole varsin valmis valmistumisaikaan

Kaikkien markkinoiden lisääntyneen kysynnän ja valmistuskeskusten jatkuvan parantamisen ja parantamisen kustannusten välillä kehittyneempien komponenttien valmistamiseksi sekä tavallisen PC-RAM-muistin että SSD-tallennuksen hinta ja saatavuus näyttävät olevan monivuotisia. Vaikka uudempia 3D NAND-siruja on saatavilla, ja ne ovat nopeampia ja tehokkaampia, emme näe hintojen laskua ja kapasiteetin nopeaa nousua, jota tällaiset suuret vaiheet ehdottaisivat. Unelma täyttää tietokoneesi, jossa on kymmeniä teratavua supernopeaa flash-muistia ja varastointi halvalla, on edelleen matkalla.

Uusien tekniikoiden ja tekniikan heijastusvaikutus on kuitenkin enemmän tai vähemmän väistämätöntä. Flash-muistin ja tallennuksen puomi on tulossa, kun yhä useammat toimittajat vaihtavat ja parantavat 3D-puolijohdekomponentteja. Se saattaa kestää vain muutaman vuoden ja muutama dollari - kuin toivoimme.

Kuvan lähde: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazon, Intel