Toshiba, 3D Xpiont'un geleceği konusunda iyimser değil: maliyet kısıtlamaları
Flash belleğin mucidi olan Kioxia (eski adıyla Toshiba Memory), Uluslararası Elektronik Cihaz Konferansı'nda (IEDM) BiCS flash bellek serisini ve yaklaşan XL-Flash teknolojisini duyurdu ve gelecek vizyonu gösteren bir slayt gösterisi ekledi. Her üreticinin teknik odağı aynı olmasa da, Kioxia, 3D XPoint tipi yığın depolama çözümlerinin geleceği konusunda iyimser değil.
Depolama pazarı, önümüzdeki on yıl içinde depolama yoğunluğu, hız ve talep dengesini sürdürmeye devam edecek Dinamik rastgele erişimli bellek (DRAM), flash bellek (Flash) ve "depolama sınıfı bellek" (SCM), mevcut üç ana geliştirme yönüdür. Intel ve Micron'un uzun vadeli 3D XPoint vizyonunu dört gözle bekleyin.
Geçtiğimiz birkaç on yıl içinde, flash belleğin yüzer kapı ve şarj tuzağı teknolojisi birçok değişikliğe uğramıştır Yeni geliştirilen belleğin durumu, voltaja değil hücredeki ortamın direncine veya dönüşüne bağlıdır. Geleneksel olarak, her bir hücrenin farklı bir "0" veya "1" değeri olarak düşünülmesi kolaydır, ancak malzeme türlerinin gelişmesiyle, her hücre daha fazla durumu (SLC, MLC, TLC, QLC, vb.) Bu, kapasiteyi iki katına çıkarabilir, ancak aynı zamanda algılama devresinin doğruluğu için daha yüksek gereksinimler ortaya koyar; bu, genellikle hücre boyutunu artırarak veya toplam yoğunluğu azaltarak elde edilebilir.
Kioxianın mevcut BiCS flash bellek teknolojisi, kuledeki çok katmanlı yüzer geçit hücrelerinin istiflenmesine dayanır ve ardından kapasiteyi artırmak için tasarımı xy yönünde tekrarlar. Kioxia çok sayıda TLC ve QLC ürünü piyasaya sürdü ve özel uygulamalar için hücre başına 5 bit oluşturmayı umuyor Bit (PLC) ürünleri. Ayrıca BiCs serisi ürünlerin tasarım katman sayısı da ilk 32 katmandan 48 katmana, 64 ve 96 katmana yükseliyor, en son nesil 128 katmanlı ürünler de gönderilmeye başlandı. Daha fazla katman istifleyerek, ürünün tek yonga kapasitesi büyük ölçüde artırılabilir.
Kioxia, XL-Flash adı verilen yeni bir flash bellek türü geliştiriyor. "Sayfa" ve "blok" modunda çalışan geleneksel flash bellekten farklı olarak bellek "bit" modunda çalışır, bu da DRAM'in her bit'e erişebileceği ve değiştirebileceği anlamına gelir; ancak flash bellek, herhangi bir yazma işleminin Tüm sayfanın bir kerede yazılması gerekiyor ve yazma kaybı da katlanarak daha büyük.
3D yığılmış bellek hücreleri, flash bellekten farklı çalışır.Örneğin, 3D XPoint'i alın.Hafıza hücresinin direncini değiştirmek için faz değiştirme malzemeleri kullanır ve bir elektronik seçici anahtar aracılığıyla erişilebilir. Bellek, SCM'nin bit adreslenebilir karakteristiklerini koruyarak, kelime çizgisinin ve bit çizgisinin yönünü dönüşümlü olarak değiştirerek oluşturulur. Daha fazla katman istiflemek için, yalnızca ek sözcük satırları ve bit satırları ile aralarına hücreler eklemeniz gerekir.
Bununla birlikte, Kioxia, 3D XPoint'in beklentileri konusunda hala iyimser değil. Asıl sebep, katman sayısının bit başına maliyetine göre, katman sayısındaki artışın daha fazla karmaşıklık getireceği ve kontrol devresinin alanın bir kısmını kaybedeceği ve üretim kapasitesi kaybının etkisinin de aynı şekilde olmasıdır. Daha büyük; daha olgun 3D NAND teknolojisi neredeyse sıfır alan kaybına ve son derece düşük verim kaybına sahiptir; 3D NAND üretim süreci, bazı aşındırma ve doldurma adımları aynı anda birçok katmanı kapsayabilir, ancak yine de 3D yığılmış SCM teknolojisi Tek katmanlı ekipmanların ötesinde pazarlara yetersiz genişleme.
Kioxia verileri, BiCS flash belleğinin tek katmanlı çözüme kıyasla 10 katmandan sonra bit başına asimtotik bir maliyete düşürülmesine rağmen, 3D yığın SCM'nin yalnızca 4-5 bit depolama maliyetini en fazla % 60 (daha sonra yükselmeye başladı) çünkü ikincisi, onlarca yıldır iyileştirilen karmaşık süreçten yararlanamadı, bu da her katmanın maliyetinde bir artışa, alan kaybına ve çıktıda düşüşe neden oldu. Bir 3B yığın belleği oluşturmanın her ek adımı, verim oranını düşürecektir.
Yukarıdaki formülde gösterildiği gibi: burada n katman sayısıdır, Cf ortak katmanın maliyetidir, Cv her ek katmanın maliyetidir, A bir katman eklemenin neden olduğu alan kaybıdır ve Y tek bir katmanın çıktı kaybıdır. Bunun ışığında Kioxia, toplantıda yaklaşık 12 katmanlı 3B SCM bit başına maliyetinin oldukça iyi olduğuna dikkat çekti. Ancak katman sayısı NAND flash belleğe yükseltilirse (örnek olarak 64 katmanlı SCM alın), tek bir katmanın bit başına maliyeti 50 katına çıkacaktır.
Gelecekte 3 boyutlu istiflenmiş SCM desteği teşvik edilse bile, 4 katmandan fazla istiflemenin öngörülen maliyeti zaten çok yüksektir ve bu teknolojinin potansiyel gelişimi henüz değişkenleri dikkate almamıştır. Bu nedenle, SCM gerçekten bellek alanında büyük bir veri havuzu sağlayabilir ve GB başına maliyet DRAM'inkinden çok daha düşüktür Ancak, uzun bir süre boyunca, flash bellek hala endüstriye hakim olacaktır.
Özet: Kasım ayının sonundan bu yana, ister katı hal sabit diskler ve NAND-Flash, ister bellek ve DRAM olsun, depolama pazarı yeniden ısınmaya başladı, fiyat artış moduna girmeye başladı. Aslında, depolama ürünlerinin döngüsel dalgalanmaları endüstride norm haline geldi.İki yıllık düşüşün ardından, katı hal diskleri nihayet toparlanmaya başladı; belleğin fiyat düşürme döngüsü NAND depolaması kadar uzun olmasa da oldukça büyük.
Şimdi yeni depolama ürünleri satın almanın mümkün olup olmadığına gelince, talebe bağlı olarak çoğu kullanıcının iki yıllık bir düşüş yaşadıktan sonra ürün güncelleme yinelemesini tamamladığına ve kullanıcının talebinin beklendiği kadar büyük olmadığına inanıyorum. PLC gibi ürünler halkın gözünde görünmeye başlamış olsa da, bu tür ürünler 5 yıl içinde hala mevcut TLC partiküllerinin ve QLC partiküllerinin yerini alamaz Sonuçta, QLC partikülleri problemi hala çoğu kullanıcı tarafından şikayet edilmektedir. Bellek açısından, DDR5 standardının formülasyonu ile DDR4 belleğin sevkiyatı kısa sürede etkilenmeyecek, ancak kullanıcılar bekle-gör aşamasına geçebilir.Sonuçta, DDR5 iki ila üç yıl içinde açık pazara yatırım yapmaya başlayacak.DDR4 belleğin gelecekteki büyüme hızı Çok büyük değil.
