3D NAND nestačí, SK Hynix už má koncept 4D NAND

9.8.2018, Jan Vítek, aktualita

Paměti 3D NAND Flash přinesly záchranu pro celou technologii NAND Flash, jež se řítila do zásadních problémů. Paměti od té doby začaly růst do výšky, ovšem to nestačí firmě SK Hynix, která má koncept rovnou pro 4D paměti.

SK Hynix je jedním ze třech největších výrobců operačních pamětí a i mezi výrobci NAND Flash není s cca 10% podílem na trhu žádný trpaslík. Nyní chce přinést další revoluci právě mezi paměti NAND Flash, jako zařídily technologie 3D. V případě rovinných pamětí NAND Flash se dospělo až k 15nm pamětem, ale v jejich případě byly tvořeny už tak malé paměťové buňky, že vzniklá elektronová past už byla příliš malá na to, aby mohla spolehlivě udržet potřebný náboj. Nastaly velké problémy s tím, aby se dosáhlo cílené spolehlivosti, což však nebylo uspokojivě vyřešeno a nedá se říci ani to, že výsledná SSD by byla výkonná.

Řešení přinesly technologie, které umožnily růst pamětí NAND Flash do výšky, respektive tvoření vrstev. V takovém případě mohl vyšší počet vrstev nahradit zmenšování buněk, a tak se mohly použít i starší výrobní technologie, které už jsou odladěny, a nyní tak výrobci pamětí NAND Flash neoslňují stále titěrnějším rozlišením technologií pro jejich výrobu, ale zvyšujícím se počtem vrstev.

Vedle toho se také zvyšuje počet bitů, jež se ukládají do buněk, ale tím už nás výrobci neoslňují, jako spíše vyvolávají obavy o výdrž pamětí a jejich výkon. Nároky na rozlišení náboje se ale exponencielně zvyšují, a tak je otázka, zda vůbec někdy přijdou paměti s pěti bity na buňku (PLC?), v jejichž případě by bylo třeba rozlišit už 2⁵ úrovní.

Výrobci ale dle prezentace firmy SK Hynix počítají spíše se zvyšujícími se počty vrstev. Už nyní zvládnou 96 vrstev a výhled je i na paměti s 5xx vrstvami. Jak ale mají vypadat 4D paměti? Ne, nejde o žádný teserakt či dokonce o využití času jako 4. rozměru. Je to něco prozaického, což značí, že označení 4D paměti je spíše marketingová hříčka, ale přesto jde o zajímavou technologii.

Klasické 3D paměti spoléhají na vrstvy CTF (Charge-Trap Flash), čili paměťových buněk, které jsou napojeny na PUC (spoje propojující jednotlivé vrstvy) a ty jsou umístěny vedle sebe. Čili CTF zaberou svůj prostor a PUC také svůj. SK Hynix ale chce, aby CTF byly ve vrstvě nad PUC, což bude mít za následek celkové zmenšení jednotlivých vrstev, a tedy i možnost do nich dostat celkově více paměťových buněk, ovšem také zvýšit výkon při zápisu, čtení i celkovou efektivitu.

A jak je vidět, už nejde ani o koncept. SK Hynix je od konce tohoto roku připraven tvořit vzorky první 4D NAND s TLC buňkami v 96 vrstvách s celkovou kapacitou 512 Gb. Ty mají být schopny nahradit dva 256Gb čipy s podobným výkonem. Samotná technologie také má být připravena i pro QLC buňky a v roce 2019 se mají objevit už i 1Tb čipy.

Zdroj: techPowerUp