Micron начала поставки первых в мире 232-слойных чипов флеш-памяти 3D NAND — 1 Тбит на кристалл

Компания Micron объявила о начале поставок 232-слойных чипов флеш-памяти 3D NAND TLC, обладающих самой высокой плотностью на рынке — объём одного кристалла может достигать 1 Тбит. Помимо значительно выросшей плотности новые 232-слойные чипы флеш-памяти 3D NAND TLC предлагают до двух раз более высокую скорость записи и до 75 % более высокую скорость чтения по сравнению с микросхемами предыдущего поколения.

Источник изображений: Micron

Как показано на изображении ниже, возросшая плотность позволила Micron сократить объём упаковки 232-слойного чипа флеш-памяти 3D NAND TLC на 28 % по сравнению с микросхемами предыдущего поколения. Это может оказаться полезным при производстве, например, тех же смартфонов и карт памяти microSD.

В одной упаковке размером 11,5 × 13,5 мм можно объединить до шестнадцати 232-слойных кристаллов флеш-памяти 3D NAND TLC, получив таким образом чип объёмом 2 Тбайт, который будет в три раза меньше американской почтовой марки. При наиболее плотной компоновке на 1 мм² можно записать до 14,6 Гбит информации, что на 30–100 % больше, чем у поставляющихся на рынок конкурирующих продуктов. По словам Micron, в одном таком чипе можно сохранить 340 часов видео в формате 4K.

Предложения Micron и конкурентов. Источник изображения: Tom's Hardware

Как и прежде, Micron использует в новых чипах флеш-памяти свою технологию CMOS under array (CuA), но теперь уже шестого поколения, для повышения плотности за счёт размещения CMOS под массивом ячеек. Компания также применяет конструкцию флэш-памяти с двойным стеком. Это означает, что каждый готовый кристалл состоит из двух 116-слойных кристаллов, соединённых между собой с помощью процесса, который называется последовательной укладкой. Производитель также ссылается на использование новых материалов и процессов для создания отверстий в кристалле с высокой плотностью расположения, что также сказалось на общей плотности микросхем.

Впечатляющая производительность новых флеш-чипов памяти Micron обеспечена новой шестиплоскостной архитектурой, которая впервые применяется для памяти 3D NAND TLC. Плоскость — это область кристалла флеш-памяти, которая независимо отвечает на запросы ввода-вывода, подобно тому, как каждое ядро CPU может выполнять операции параллельно. Чем больше количество плоскостей, тем больше производительность.

В предыдущем поколении флеш-памяти Micron использовалась четырёхплоскостная архитектура. Переход на шестиплоскостную позволил на 50 % (до 2,4 Гбайт/с) увеличить скорость передачи данных по интерфейсу ONFI 5.0, тем самым в целом увеличив пропускную способность кристалла памяти. По словам Micron, на уровне упаковки чипа флеш-памяти это привело к двухкратному повышению производительности в операциях записи и на 75 % увеличило скорость чтения по сравнению с предыдущим поколением, в котором были представлены 176-слойные микросхемы. Правда, это только в теории. На практике всё гораздо сложнее. Ведь это не значит, что в скором времени на рынке появятся твердотельные накопители, вдвое быстрее ныне существующих. Проблема в том, что на производительность SSD также влияют и другие факторы, такие как контроллер памяти и интерфейс. Однако прогресс компании Micron может стимулировать других производителей поднапрячься и разработать компоненты, которые смогут угнаться за новой флеш-памятью американской компании.

По словам Micron, добавление дополнительных плоскостей также положительно сказывается на качестве передачи данных и задержках при операциях записи и чтения, однако производитель пока не публикует более детальные данные на этот счёт. Логика новых 232-слойных чипов флеш-памяти Micron 3D NAND TLC поддерживает новый интерфейс NV-LPPDR4 с пониженным энергопотреблением — затраты энергии на бит уменьшены до 30 % по сравнению с интерфейсом предыдущего поколения. Другими словами, новые чипы обладают более высокой энергоэффективностью. Однако компания опять же не делится какими-то конкретными деталями и примерами.

О надёжности новых флеш-чипов памяти Micron тоже ничего не сообщает. Однако можно ожидать, что новые 232-слойные микросхемы по этому показателю будут соответствовать чипам флеш-памяти предыдущего поколения. Напомним, что показатель надёжности рассчитывается в циклах Program/Erase (P/E) (программирование/стирание). Например, предыдущее поколение памяти TLC от Micron в потребительских накопителях обычно рассчитано на 1–3 тыс. циклов P/E и на 5–10 тыс. циклов для SSD корпоративного класса. На конечный показатель также влияет тип применяемых алгоритмов коррекции ошибок (ECC). Однако от 232-слойных микросхем памяти TLC можно ожидать примерно такого же уровня надёжности.

Компания отмечает, что уже начала поставки новых 232-слойных чипов флеш-памяти 3D NAND TLC OEM-производителям, а также новых твердотельных накопителей Crucial на их основе (модели не уточняются). Micron лишь недавно запустила производство новых микросхем и в течение всего оставшегося 2022 года будет увеличивать объёмы их выпуска.