Kioxia: paměti jako 3D XPoint nejsou budoucnost, proč?
2.1.2020, Jan Vítek, aktualita
Kioxia, neboli bývalá Toshiba Memory, se rozpovídala o budoucnosti pamětí určených pro ukládání dat. Dle této společnosti tato budoucnost nespočívá ve vrstvených pamětech SCM, jako jsou XPoint. V čem ale spočívá?
Aby bylo hned na začátku jasno, bavíme se zde o pamětech SCM, čili Storage Class Memory, mezi něž patří především 3D XPoint od společností Intel a Micron a jde o paměti, které primárně slouží pro ukládání dat, ale pronikají i do světa operačních pamětí RAM.
Je také vhodné zmínit, že paměti RAM či DRAM (zatím) nikdy nešly cestou NAND Flash, aby výrobci hledali zvýšení kapacity buněk pomocí toho, že se v nich nebudou rozlišovat jen dva stavy reprezentující 0 a 1. V případě NAND Flash tu už přitom běžně máme paměti TLC ukládající tři bity do buňky, narazit můžeme také na QLC se čtyřmi bity a výhledově to budou PLC s pěti bity. Ostatně takový kapacitní bonus není zadarmo a cenou je nutnost rozpoznat více úrovní náboje a v důsledku pak snižující se životnost a obtížnější a zdlouhavější zápis. To lze v případě NAND Flash nahradit berličkami a kompromisy.
Hlad po kapacitě elektronických pamětí přitom roste, takže co má v plánu Kioxia a proč se nás snaží přesvědčit, že cesta reprezentovaná paměťmi 3D XPoint je slepá? V podání této firmy tu máme paměti BiCS, což jsou prostě vrstvené paměti NAND Flash a pak ještě XL-Flash pro výkonná SSD, ovšem jak dobře víme, jde opět v základu o NAND Flash, jen s buňkami SLC pro jeden bit, které tak jsou velice výkonné za cenu nižší kapacity.
Právě tento graf ukazuje, proč dle Kioxie nejsou 3D SCM budocnost paměťových technologií. Máme tu vertikální osu ukazující vývoj ceny za jeden bit s ohledem na počet vrstev a je zřejmé, že tato cena má v případě NAND Flash s rostoucím počtem vrstev klesat, zatímco u 3D SCM nejdříve klesat, ale pak naopak postupně růst. Vypadá to jako spíše jednoduchý graf znázorňující myšlenku, než aby ukazoval přesné údaje, ovšem je založen na jedné konkrétní rovnici vypočítávající relativní cenu za bit, kde Cf je cena základní vrstvy, Cv je cena každé další, A zase snížení efektivní rozlohy čipu přidáním vrstvy a Y zase snížení výtěžnosti.
Problém je totiž ten, že na trhu dosud nejsou 3D SCM, které by měly více než jednu vrstvu a jejich zvyšování bude dle Kioxie nadále složité. To proto, že přidávání dalších vrstev bude nákladné a komplikované kvůli provedení jednotlivých buněk, což s sebou přinese i snižující se výtěžnost v nepřímé úměře k rostoucím počtům vrstev, a právě proto i vyšší ceny. Zato v případě 3D NAND Flash nikdo nepopírá, že je stále kam růst a my můžeme v horizontu několika let očekávat i paměti z několika set vrstev.
Díky Anandtechu se také můžeme podívat na přibližné hodnoty uvedených proměnných pro graf, který byl ukázán na prezentaci, ale zakázáno bylo na ní pořizovat obrazové záznamy:
| Přibližné hodnoty | ||||
| Cf |
Cv |
A |
Y |
|
| NAND | 0,95 | 0,05 | ~0 | ~0 |
| 3D SCM | 0,70 | 0,30 | 0,02 | 0,06 |
Dle Kioxie je tak v případě pamětí 3D SCM vývoj ceny za bit při růstu vrstev neudržitelný a kdyby mělo jít o 64vrstvé paměti, byla by tato cena oproti jednovrstvé paměti padesátinásobná.
Uvidíme, zda na tyto informace nebude v blízké budoucnosti reagovat Intel nebo Micron, přeci jen jde o útok na jejich portfolio.
Zdroj: Anandtech
