NEO Semiconductor X-NAND: výkon SLC za cenu QLC
16.11.2020, Jan Vítek, aktualita
Společnost NEO Semiconductor zaujala porotu na Flash Memory Summit 2020, která udělila cenu Best of Show Award for Hardware Architecture novým pamětem X-NAND. Ty totiž slibují výkon pamětí SLC za cenu QLC.
Pokud nás dnes něco trápí ohledně moderních SSD, pak je to vedle vývoje počtu mazacích a zapisovacích cyklů také zapisovací rychlost, která s novými typy pamětí NAND Flash vytrvale klesá. Zvláště v případě modelů zapisujících čtyři bity do buňky (QLC) se už nelze obejít bez SLC cache, čili části paměti, která využívá buňky pro zápis jen jednoho bitu. Díky tomu je mnohem rychlejší, ovšem má v SSD jen omezenou kapacitu a tato berlička také vyžaduje, aby byla data zapsána dvakrát - jednou do SLC cache a podruhé už do hlavní části paměti.
Proto jsou X-NAND velice zajímavé, když slibují, že nabídnou rychlost SLC pamětí s cenou QLC, neboť právě cena ve vztahu ke kapacitě je ten hlavní důvod, proč se QLC (TLC, MLC) paměti vůbec využívají.
NEO Semiconductor je mladá firma se San Jose, která byla založena před osmi lety a už před dvěma se poprvé zmínila o svých pamětech X-NAND jako o řešení pro 5G a AI. Dle ní mají být tyto paměti v mixu náhodného čtení a zápisu asi 3x rychlejší než QLC a v případě sekvenčního čtení a zápisu až 27x a 14x rychlejší. Jsou také na výšku mnohem menší než klasické vrstvené paměti:
A právě v případě zápisu dat mají paměti X-NAND excelovat a dostat se na úroveň SLC NAND Flash, zatímco SSD s QLC po naplnění SLC cache rázem padají na zlomek maximálního zapisovacího výkonu. Je ale třeba uvést, že pro běžné spotřebitele mohou SSD s QLC bohatě stačit. Zápis většího množství dat najednou probíhá spíše jen výjimečně, čtení je dostatečně rychlé a především tu jsou delší periody, v nichž se SSD může postarat o vyprázdnění SLC cache a zápis jejích dat do hlavní paměti. Právě především na to nemusí mít třeba SSD v serverech vůbec čas.
Jak ale X-NAND řeší celý problém s pomalým zápisem? Ve zkratce jde o to, že se tu značně mění způsob práce s paměťmi NAND Flash s ohledem na vysokou paralelizaci probíhajících čtecích a zapisovacích operací a možnost využití SLC cache a hlavní QLC paměti najednou s tím cílem, aby SLC cache nemohla být nikdy zcela zaplněna. Čili QLC NAND Flash tu v podstatě mohou zůstat, neboť na samotných buňkách se nic nemění a nejde o žádnou zbrusu novou paměťovou technologii, která by byla sice na papíře hezká, ale její zavedení do praxe a reality ovládnuté výrobci klasických NAND Flash bylo vyloučeno. Tomu odpovídá i záměr firmy NEO Semiconductor, aby X-NAND byly nejen rychlé a levné, ale také aby je šlo implementovat do dnešních designů.
