Bộ nhớ và lưu trữ 3D NAND là gì?

Lưu trữ flash (như SSD) là tất cả các cơn thịnh nộ cho PC ngày nay. Và mặc dù quá trình không diễn ra nhanh như chúng ta mong đợi, bộ lưu trữ đó ngày càng rẻ hơn và dày đặc hơn, tăng giá trị đối với các ổ đĩa cứng quay đĩa thông thường. Bước nhảy vọt lớn nhất về cuối là flash 3D NAND, còn được gọi là NAND dọc hoặc V-NAND dọc. Điều này có ý nghĩa gì với bạn? Theo thuật ngữ của giáo dân, bộ nhớ và bộ nhớ rẻ hơn và nhanh hơn. Theo cách nói của những người không phải là giáo dân, hãy xem.

Xây dựng, không ra

Hãy tưởng tượng một phần lưu trữ flash như một tòa nhà chung cư: rất nhiều khu vực ngăn cách mà mọi người cần vào hoặc ra, dành nhiều thời gian khác nhau trong (một trạng thái 1 1 đối với một bit dữ liệu, theo nghĩa bóng này) hoặc ra (bang 0 0 bang) nhà của họ. Bây giờ, tài nguyên quý giá nhất bạn có nếu bạn đang xây dựng một tòa nhà chung cư mới là bất động sản bạn muốn xây dựng. Bỏ qua những trở ngại trần tục như kỹ thuật và ngân sách, mục tiêu của bạn là đưa số lượng người tối đa có thể vào một vùng đất đã định.

Một trăm năm trước, câu trả lời rõ ràng cho vấn đề này sẽ là chia nhỏ các căn hộ nhỏ nhất có thể ở bên trong tòa nhà của bạn, tối đa hóa số lượng người bạn có thể phù hợp với một câu chuyện. Bây giờ với sự ra đời của các tòa nhà thép và thang máy nhanh, an toàn, chúng ta có thể xây dựng lên đến giới hạn của vật liệu mới của chúng tôi. Chúng ta có thể thêm vào nhiều câu chuyện vào tòa nhà mà chúng ta có thể quản lý về mặt vật lý, cho phép số người sống gấp mười, hai mươi hoặc năm mươi lần trên cùng một diện tích đất trước đây rất hạn chế.

Vì vậy, nó là với 2D và 3D NAND. Bởi vì chúng ta đang nói về bit chứ không phải con người, các công ty đã làm việc chăm chỉ để nhồi nhét càng nhiều dữ liệu vào các mặt phẳng của các thành phần bán dẫn X và Y, và giờ họ đang xây dựng theo chiều dọc từ bảng mạch. Dĩ nhiên, vẫn còn những hạn chế về mặt vật lý - một RAM DIMM dày ba inch không được sử dụng nhiều, ngay cả khi bạn có thể chứa mười terabyte dữ liệu trong đó. Nhưng các kỹ thuật mới trong chế tạo chip và bộ nhớ cho phép phân lớp siêu nhỏ của kiến ​​trúc NAND, rất giống với một tòa nhà chung cư cao tầng. Các kỹ thuật phân lớp và chế tạo này làm cho bộ nhớ dọc dày hơn, nhanh hơn và hiệu quả hơn so với phần cứng cũ hơn so với phần cứng cũ.

Thêm bit cho Buck của bạn

Với kiểu chế tạo bộ nhớ lớp mới này, ngày càng có nhiều dữ liệu được nhồi nhét vào cùng một không gian vật lý. Không chỉ vậy, nhưng các kỹ thuật thu nhỏ vẫn đang được áp dụng cho bộ nhớ RAM và lưu trữ flash thông thường hơn cũng có thể xếp chồng, cấp nhiều lợi ích hơn cho các lớp bạn có thể đặt vào mô-đun bộ nhớ. Và vì không gian vật lý cho tất cả những thứ này ngày càng nhỏ hơn, độ trễ, mức sử dụng năng lượng và tốc độ đọc và ghi cũng giảm theo tốc độ nhanh hơn. Những tiến bộ như lỗ kênh cho phép truyền dữ liệu lên xuống nhanh hơn các lớp chất bán dẫn - giống như thang máy nhỏ trong phép ẩn dụ của tòa nhà chung cư ban đầu của chúng tôi.

Kỹ thuật NAND dọc đang mang lại lợi ích cho tất cả các lĩnh vực của thị trường cho lưu trữ flash, nhưng có thể dự đoán, lợi ích công nghiệp đang nhìn thấy lợi nhuận tốt nhất. Các quy trình chế tạo cực kỳ phức tạp cho phép các khối RAM và dung lượng lưu trữ siêu dày đặc quá đắt đối với các thiết bị điện tử tiêu dùng tiêu chuẩn, nhưng vẫn cho phép hoàn vốn đầu tư cho các trung tâm dữ liệu và máy trạm công suất cao.

Mặc dù vậy, 3D NAND đã tìm đường đến thị trường tiêu dùng và lợi ích của việc lưu giữ dữ liệu thuần túy trong các ổ đĩa trạng thái rắn là rất lớn. Điều đó đã được nói, ban đầu nó không hoàn toàn mang tính cách mạng: nhờ vào nhu cầu bộ nhớ flash ngày càng tăng giữa các nhà sản xuất điện tử, khách hàng dữ liệu doanh nghiệp và người tiêu dùng thường xuyên như bạn và tôi, hiện đang thiếu hụt trên toàn thế giới bộ nhớ flash ở tất cả các cấp. Vì vậy, chi phí vẫn còn khá cao.

Chưa sẵn sàng cho thời gian chính

Giữa nhu cầu gia tăng từ tất cả các thị trường và chi phí liên tục cải thiện và nâng cấp các trung tâm chế tạo để sản xuất các linh kiện cao cấp hơn, giá cả và tính sẵn có của cả bộ nhớ RAM PC và SSD tiêu chuẩn dường như vẫn còn trong nhiều năm. Mặc dù các chip 3D NAND mới hơn có sẵn, và chúng nhanh hơn và hiệu quả hơn, chúng tôi không thấy giá giảm và tăng công suất nhanh chóng mà các bước lớn như vậy sẽ tự đề xuất. Ước mơ nhồi nhét PC chơi game của bạn với hàng tá terabyte bộ nhớ flash siêu nhanh và lưu trữ với giá rẻ vẫn còn là một cách.

Nhưng hiệu ứng nhỏ giọt của các kỹ thuật và công nghệ mới ít nhiều không thể tránh khỏi. Một sự bùng nổ về bộ nhớ và lưu trữ flash đang đến, khi ngày càng nhiều nhà cung cấp chuyển đổi và cải thiện khả năng chế tạo chất bán dẫn 3D của họ. Nó có thể chỉ mất vài năm nữa - và một vài đô la nữa - hơn là chúng ta hy vọng.

Nguồn hình ảnh: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazon, Intel