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Samsung produce la primera NAND 3D, tiene como objetivo aumentar las densidades e impulsar un menor costo por GB

Términos de Uso.

Samsung ha anunciado la producción en masa de los primeros chips 3D NAND y, con ellos, el comienzo de una iniciativa de fabricación que acercará cada vez más el costo por GB de estado sólido al territorio del almacenamiento magnético. Ha pasado más de un año desde que vimos por primera vez los avances de los fabricantes de equipos de capital como Applied Materials. El nuevo V-NAND (NAND vertical) de Samsung da la vuelta a una estructura de celda 2D convencional. Una analogía con un rascacielos está realmente en orden: imagine que un chip NAND convencional es un edificio rectangular de un solo piso. Colóquelo en el borde y obtendrá la misma cantidad de almacenamiento que ocupa mucho menos espacio en el suelo.

El truco para construir NAND vertical es que tienes que construir cada sección de cada piso a la perfección, de arriba hacia abajo. Los aumentos de densidad y rendimiento son fabulosos si puedes hacerlo, pero la dificultad es mucho mayor. Hicimos una vista previa de la tecnología por primera vez hace poco más de un año, por lo que la capacidad de Samsung para lanzar un producto en 2013 está en el plazo previsto. El secreto de Samsung es una extensión de la tecnología CTF (trampa de flash de carga) desarrollada comercialmente por AMD y Fujitsu por primera vez y desplegada en 2002. Los diseños de CTF atrapan una carga eléctrica entre dos capas aislantes, mientras que la puerta flotante NAND almacena una carga en una puerta flotante conductora . Samsung ha creado un prototipo de CTF NAND en el pasado y discutió la implementación de la tecnología en NAND vertical antes, por lo que el anuncio de hoy significa que el chaebol coreano ha resuelto los problemas del nuevo acuerdo.

Densidad de conducción

Estos cambios deberían mejorar la resistencia NAND y ayudar a compensar algunos de los problemas de escala asociados con geometrías de proceso más pequeñas. El problema que enfrenta la NAND convencional hoy en día es que a medida que las geometrías se hacen más pequeñas, el espacio entre las celdas se reduce. Escribir en flash NAND requiere un alto voltaje de entrada y daña la celda cada vez que ocurre una escritura. Con el tiempo, este daño da como resultado una celda que ya no puede almacenar datos durante un período de tiempo. De manera similar, hacer que las geometrías de la celda sean más pequeñas aumenta las fugas. Las unidades flash NAND actuales afirman que almacenarán datos hasta por 12 meses, mientras que un disco duro convencional puede almacenar datos de forma indefinida. Por debajo de 19 nm, tanto la retención de datos como el problema del ciclo de programa / borrado (P / E) empeoran.

3D NAND

Pasar a NAND vertical, en otras palabras, ayuda a la densidad. Pasar a la tecnología CTF en lugar de la puerta flotante debería mejorar el tiempo de retención de datos y la resistencia. Samsung afirma un aumento de confiabilidad de entre 2 y 10 veces: el tamaño de este rango probablemente refleja la densidad de la NAND (SLC, MLC o TLC). Actualmente, Samsung ofrece un chip V-NAND de 128 gigabits (16 GB), que está a la par con el NAND plano convencional. Con el tiempo, aumentará la brecha de densidad entre NAND planar y vertical convencional.

El cambio a V-NAND podría ayudar a la adopción empresarial de flash de otra manera. Hasta la fecha, la adopción de SLC NAND se ha visto obstaculizada por problemas de densidad. Si bien ofrece, con mucho, el mejor rendimiento y resistencia de cualquier NAND, SLC solo almacena un bit por celda en comparación con dos y tres bits para MLC y TLC. Inclinar la NAND en el borde permite más NAND en un área determinada, período y, por lo tanto, podría ayudar a reducir sustancialmente los costos de SLC. (Ver: Los investigadores usan ultrasonido para mejorar la densidad de almacenamiento SSD).

En los próximos años, la NAND vertical será la primera de una serie de mejoras de aumento de densidad que ayudarán a impulsar los precios del almacenamiento de estado sólido a niveles de HDD. No se espera que la brecha entre los dos se cierre por completo, pero la llegada de TLC y NAND vertical juntos debería permitir unidades que bajen a 40-50 centavos por GB.

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