Новости про flash-память, Micron и NAND

Представленный пакет UFS 4.0 обладает размерами 9×13 мм, что является заметным сокращением габаритов от первоначальных 11×13 мм. В пакете используется собственная 3D-NAND-память, расположенная в 232 слоя, что обеспечивает объём до 1 ТБ. При этом, модули имеют скорость последовательного чтения в 4 400 МБ/с и записи — 4 000 МБ/с, чего достаточно для эффективной работы популярных больших языковых моделей и прочих приложений ИИ. В дополнение ко всему этому была на 25% повышена энергоэффективность.

По словам Micron образцы новых пакетов UFS 4.0 уже поставляются партнёрам в версиях объёмом 256 ГБ, 512 ГБ и 1 ТБ.

Накопитель Zhitai TiPlus7100 имеет формат M.2-2280. Он будет предложен в объемах 512 ГБ, 1 ТБ и 2 ТБ. При этом скорость передачи данных при последовательном чтении достигает 7000 МБ/с и 6000 МБ/с при записи. При случайном доступе скорости могут достигать 900K операций в секунду при чтении и 700K операций в секунду при записи. При этом, в конструкции SSD нет никаких SDRAM-буферов.

Недавно компания Micron представила свою 232-слойную память. Таким образом, YMTC не является уникальным производителем памяти такого типа, зато является единственной компанией, у которой скорость работы NAND достигает 2400 МТ/с.

Новые накопители созданы для работы с интерфейсом PCIe Gen4 и изготовлены на основе микросхем NAND-памяти, состоящей из 232 слоёв. Это обеспечивает большое преимущество в повышении скорости работы и снижении энергопотребления.

Производитель заявляет, что Micron 2550 по сравнению с другими конкурирующими продуктами передаёт файлы на 112% быстрее, обеспечивает офисную работу на 67% быстрее, а в творческих задачах быстрее на 78%. Его скорость последовательного чтения достигает 5 ГБ/с, а записи — 4 ГБ/с, и это на 43% и 33% соответственно больше, чем в прошлом поколении продуктов.

Ряд инноваций в области энергосбережения позволил сократить потребление энергии накопителей в спящем режиме до 2,5 мВт, до 150 мВт в простое, а при активной работе энергопотребление на превышает 5,5 Вт, что весьма положительно скажется на сроке автономной работы ноутбука.

Представленный модельный ряд предлагается в размерах накопителей 22×80 мм, 22×42 мм и 22×30 мм и в объёмах 256 ГБ, 512 ГБ и 1 ТБ.

Новая 176-слойная память является эволюционным этапом развития нынешней 96-слойной памяти. В ней применены такие новые технологии, как Charge Trap Flash (CTF) и Periphery Under Cell (PUC). Память названа четырёхмерной, поскольку разработчики разместили структуры управления ячейками под стеком 3D-NAND, что уменьшило размер кристалла и снизило себестоимость производства. С новыми 176-слойными микросхемами SK Hynix достигла «лучшего в индустрии числа чипов на блин».

По сравнению с прошлым поколением, новая память обеспечивает 20% прироста в скорости чтения ячейки и 33% прирост в скорости передачи данных, что означает увеличение скорости с 1,2 Гб/с до 1,6 Гб/с.

Также компания SK Hynix отметила, что готовится к производству чипов объёмом 1 Тб, что позволит создавать накопители неимоверной плотности.

В середине следующего года компания готовится выпустить мобильные продукты, которые обеспечат 70% прирост в максимальной скорости чтения и 35% прирост в скорости записи.

Компания отмечает, что переход на 176-слойную память является радикальным прорывом, который обеспечит резкий рост производительности в широком спектре устройств для ЦОД, искусственного интеллекта и мобильного сегмента.

В компании отметили, что новая память предлагает на 40% больше, чем у ближайших конкурентов, а благодаря архитектуре КМОП-под-массивом, новая технология компании обеспечивает лидерство по стоимости.

По сравнению с прошлым поколением, 176-слойная память NAND от Micron обеспечивает меньшие задержки при чтении и записи более чем на 35%. При этом размер ядра на 30% меньше, чем у лучших конкурентных предложений.

Пятое поколение Micron 3D-NAND обеспечивает скорость передачи данных в 1600 МТ/с по интерфейсу Open NAND Flash Interface, что на 33% лучше, чем раньше. Это означает более быструю загрузку системы и работу приложений. А для автомобильных систем это означает практически мгновенную реакцию, сразу после включения двигателя.

Для упрощения разработки прошивки новая память компании обеспечивает однопоточный программируемый алгоритм, обеспечив более простую интеграцию и процесс выхода на рынок.

Данная разработка открывает возможность изготовления более плотных продуктов уже в следующем году. В четвёртом поколении 3D-NAND компания Micron продолжает использовать конструкцию КМОП-под-массивом, однако применяет технологию заменяемого затвора вместо плавающего, которая используется уже несколько лет. Сейчас компания массово производит 96-слойную флэш-память 3D-NAND с физическим слоем TLC, несмотря на готовность QLC-памяти.

Компания отмечает, что новая 128-слойная память будет применяться ограниченно и не достигнет тех уровней популярности, как 96-слойные чипы. В компании более сконцентрированы на эволюции, возможно, пятом поколении 3D-NAND, которое даст заметное снижение себестоимости, вызванное переходом к более тонкой технологии производства, а также использованием более новых технологий, наряду с заменяемым затвором. Однако это произойдёт лишь в 2021 финансовом году.

Цены на память NAND падают с 2018 года, что связывают с увеличением поставок 64- и 72-слойных микросхем. В результате цены достигли минимума в 10 центов за гигабайт. Чтобы избежать дальнейшего удешевления, крупнейшие производители замедлили производство. Однако прогресс в производстве 96-слойных микросхем обеспечит дальнейший рост поставок. Отмечается, что перепроизводство NAND сохранится, а цены продолжат снижение.

Лидер отрасли, Samsung, добивается улучшения качества пластин с 96-слойной 3D NAND, чтобы выпускать 512 ГБ накопители UFS 3.0. Во втором полугодии компания планирует наладить выпуск 1 ТБ решений по той же технологии. Также компания прогрессирует в выпуске QLC памяти.

Недавно Toshiba выпустила новое поколение SSD и UFS 3.0 на базе 96-слойной 3D NAND. Что касается Micron, то эта компания анонсировала аналогичные продукты. Также она занимается разработкой терабайтных QLC NAND устройств, со стартом массового производства во втором квартале.

В заявлении говорится, что начиная со следующего года Intel и Micron будут «работать независимо» над будущей 3D NAND. Это произойдёт после подписания третьего поколения 3D NAND в текущем году. При этом отмечается, что компании продолжат совместную разработку и производство энергонезависимой памяти 3D XPoint.

Два года назад Intel запустила завод по производству микросхем памяти на 300 мм пластинах в Китае, и уже тогда многие обозреватели заявили о приближающемся «разводе».

Совместное предприятие Intel и Micron, IM Flash, было основано в 2006 году, когда до рыночного успеха памяти было ещё далеко. Сейчас у компаний несколько разные цели и рынки сбыта. В Intel предпочитают заниматься памятью для установки в SSD для ЦОД и промышленных серверов, в то время как Micron больше интересует потребительский рынок.

Сейчас обе компании налаживают производство памяти на базе второго поколение 64-слойной 3D NAND технологии.

Так, по уверениям Intel, им удалось создать 256 Гб чип в MLC-конфигурации, и 384-битный в TLC-конфигурации памяти. Этого удалось добиться благодаря использованию в 3D-архитектуре плавающего затвора, который обычно применяется в планарной технологии изготовления чипов.

Благодаря использованию новой технологии, обычный 2,5” SSD будет иметь объём до 10 ТБ. В более компактном «брелковом» размере, объём может достигнуть 3,5 ТБ. Обе компании-разработчика отмечают, что новая технология снижает удельную стоимость производства, позволяет повысить производительность, увеличить срок службы и даже понизить энергопотребление, по сравнению с NAND-чипами, выпущенными по планарной технологии.

По словам фирм, опытное производство 256 Гб MLC-микросхем уже начато, в то время как выпуск 384 Гб TLC-микросхем начнётся этим летом. С учётом этого компании планируют начать массовый выпуск данной продукции до конца текущего года. Кроме того, обе компании объявили, что они одними из первых начнут выпуск конечных продуктов на базе новой памяти, обещая выпуск фирменных SSD в середине 2016 года.

Образованная в результате соглашения структура позволит клиентам обеих компаний получить преимущества от концентрации усилий по обеспечению лучших в отрасли решений в области хранения данных, помогая им более быстро и эффективно внедрять инновации.

Несмотря на то, что изначально данное сотрудничество сфокусировано на стратегических поставках NAND и SAS SSD следующего поколения, в Micron и Seagate надеются, что это многолетнее соглашение перерастёт в будущее сотрудничество в работе над решениями для корпоративного рынка, благодаря поддержке технологии NAND flash памяти от Micron. Президент по общемировым операциям с продукцией EMC Corporation Майк Кероуак заявил: «Мы смотрим в будущее на преимущества от этого сотрудничества Micron и Seagate, в будущее технологий хранилищ на основе NAND flash».

«Сотрудничество приведёт как Seagate, так и Micron, к цели роста корпоративного рынка флэш-памяти с лучшим в отрасли предложением из наших обоих портфелей продукции», — заявил Дэррен Томас, вице-президент Micron по накопителям. Он добавил: «Данные отношения обеспечат Micron доступ к технологии корпоративных приводов и платформ, расширив наш портфель и ускорив наше продвижение в сегмент корпоративного рынка».

Пока неизвестно, когда компания планирует начать выпуск SSD на основе TLC памяти, но Марк Дюркан, исполнительный директор и президент Micron, предположил, что массовый выпуск TLC памяти вряд ли произойдёт до 2015 года.

И хотя сейчас память TLC уже выпускается, объёмы этого производства скорее можно считать опытными. Этот новый тип памяти обещает быть более выгодным в производстве по сравнению с MLC NAND, однако заметно менее долговечным.

«Первоначальным применением для 16 нм TLC компонентов станет потребительское и розничное направления», — заявил Марк Дюркан. «До сегодняшнего дня никто не достиг большого успеха даже в клиентской сфере использования TLC памяти, и я думаю, что необходимо, чтобы коррекция ошибок и возможности обеспечения достаточной надёжности TLC были воплощены для поставки в сектор SSD. Но мы всё ещё думаем, что это произойдёт где-то в 2015 календарном году, и мы не видим, что это может случиться в масштабе 2014 года».

В настоящее время 16 нм техпроцесс является не просто самым совершенным при производстве чипов памяти, но и самым тонким процессом производства микросхем вообще. Таким образом, Micron ещё более утвердилась на позиции лидера в производстве чипов.

Представленные 128 гигабитные устройства предназначены для применения в потребительских SSD, переносных накопителях (USB флэшки и карты памяти), планшетных ПК, ультратонких устройствах, мобильных телефонах и облачных хранилищах в ЦОД. Новая 128 Гб NAND память может предложить самую высокую плотность данных на квадратный миллиметр при самой низкой стоимости по сравнению с любыми MLC чипами. Фактически, новая технология позволяет создавать ёмкости почти в 6 ТБ на одной кремниевой пластине.

По поводу выпуска новой технологии вице-президент Micron NAND Solutions Group Глен Хок, вслед за словами благодарности своей «команде инженеров, которая безустанно трудилась над самой маленькой и самой совершенной в мире технологией производства флэш», заявил: «Снижение стоимости всегда будет фундаментальным процессом для NAND индустрии». Так что новая технология действительно позволит понизить цену на флэш-накопители.

Сейчас компания Micron изготавливает 16 нм образцы 128 Гб MLC NAND, при этом полноценное производство начнётся в четвёртом квартале этого года. Кроме памяти компания также разрабатывает SSD накопители на базе новых микросхем, которые должны поступить в продажу в 2014 году.

Новый чип позволяет хранить три бита информации на ячейку, что, как известно, называется технологией TLC (triple-level-cell), а это в свою очередь позволяет создать невероятно компактные решения по хранению данных.

Имея площадь в 146 мм², новое 128 Гб TLC устройство на четверть меньше, чем аналогичный 20 нм чип Micron, но изготовленный по технологии многоуровневых (а по сути двухуровневых) ячеек (MLC).

Новый чип нацелен на рынок недорогих сменных накопителей (флэш карты и USB брелки). Ожидается, что эти микросхемы займут в 2013 году 35% (по объёму данных) всей продукции компании для таких накопителей. Сейчас же речь идёт лишь об опытных образцах 128 Гб TLC NAND памяти. Массовое же производство запланировано на второй квартал.

«Это самое маленькое, самое высокоёмкое устройство на флэш-памяти NAND на рынке. Оно открывает новый класс потребительских устройств хранения данных», — заявил Глен Хок (Glen Hawk), вице-президент Micron NAND Solutions Group. «Каждый день мы изучаем новые и инновационные способы использования флэш накопителей, укрепляя энтузиазм и возможности Micron. Мы нацелены на расширение нашего портфеля лидирующих решений флэш накопителей, которые служат нашим проводником к клиентской базе».

Intel и Micron сделали очередной шаг в этом направлении и заявили, что образец нового твердотельного NAND чипа объёмом 8 Гб, производимого по технологии 20 нм, уже готов.

Ссылаясь на Intel и Micron можно сказать, что площадь новых 20 нм чипов на 8 Гб составляет 118 кв. мм, в результате чего чип «занимает на 30 - 40 процентов меньше пространства», по сравнению с 25 нм микросхемами такой же ёмкости. Меньший размер кристалла позволит «на 50% увеличить гигабайтную ёмкость» используя те же самые заводы. Но лучше всего то, что 20 нм чипы NAND обладают большей производительностью и выносливостью, по сравнению с предшественниками.

Intel и Micron рассчитывают начать массовое производство новых 8 Гб микросхем во второй половине этого года. Компании также отметили, что собираются представить образцы 16 Гб устройств, основанных на новой 20 нм технологии, в том же временном промежутке.