Solidigm przedstawia pierwszy działający prototyp dysków SSD NAND PLC

Solidigm, ramię badawczo-rozwojowe NAND sprzedawane przez Intel firmie SK hynix, uczestniczyło w Flash Memory Summit 2022, aby zaprezentować pierwszy działający prototyp dysku SSD z najnowszą technologią NAND: Penta-Level Cell (PLC). Z drugiej strony Samsung 64G LPDDR4X opiera się na gęstości NAND, umożliwiając jednej komórce przechowywanie do pięciu bitów danych (w porównaniu do czterech bitów QLC na komórkę), zwiększając ilość pamięci w każdym układzie pamięci flash NAND.

W związku z tym nowe rozwiązanie otwiera drzwi do jeszcze tańszego stosunku USD/GB na dyskach SSD PLC niż obecnie możliwe dzięki technologii Quad-Level Cell (QLC) (nie wspominając o technologiach MLC i SLC, które są najczęściej używane przez przedsiębiorstwa, centra danych i inne krytyczne środowiska).

Ponieważ produkcja ludzkich danych rośnie w coraz szybszym tempie (przewiduje się, że do 2025 r. wyniesie 463 eksabajtów dziennie generowanych danych), technologia pamięci masowej będzie musiała ewoluować, aby poradzić sobie z tym wzrostem. Wraz z pojawieniem się 5G i sztucznej inteligencji wymagającej ogromnych ilości pamięci masowej, Solidigm patrzy na sterowniki PLC jako rozwiązanie do skalowania przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.

Ideą PLC jest dodanie nowych stanów napięcia, które będą reprezentować bity informacyjne komórki. SLC musiał obsługiwać tylko dwa stany napięcia (bit był zapisany lub nie), podczas gdy MLC musiał radzić sobie z czterema dodatkowymi stanami napięcia (więc każda komórka mogła zawierać dowolną kombinację zarówno 0, jak i 1).

32 stany napięcia wymagane przez technologię PCM NAND do rozróżnienia każdej możliwej kombinacji jedynek i zer w ogniwie dodatkowo obciążają ogniwa i na poziomie kontrolera, co powinno uwzględniać zwiększoną szansę, że stany napięciowe zostaną zapisane niepoprawnie, co skutkuje uszkodzenie pamięci. dane. Aby temu przeciwdziałać, na poziomie kontrolera należy włączyć bardziej zaawansowane metody korekcji błędów.

Ze względu na dodatkowe bity i wyższe stany napięcia, każdy dodatkowy bit na komórkę wymaga podwojenia stanów napięcia, co ma swój własny zestaw problemów. Aby poradzić sobie z coraz bardziej subtelnymi różnicami między stanami, oczekiwany czas życia komórek NAND ulega skróceniu wraz ze wzrostem ich pojemności pamięci bitowej. Ten spadek trwałości komórek NAND w wyniku zwiększonej pojemności pamięci bitowej jest jednym z powodów, dla których dyski SSD QLC są ogólnie uważane za mniej trwałe (z wcześniejszą śmiercią komórki) niż dyski flash, które zużywają mniej bitów.

Prawa malejących zwrotów są widoczne podczas skalowania gęstości NAND poprzez dodawanie większej liczby bitów na komórkę. Każdy dodatkowy bit informacji w pojedynczej komórce NAND powoduje 100-procentowy wzrost stanów napięcia (co pogłębia problem) i podwaja pojemność pamięci.

NAND PLC Solidigm jest zbudowany na technologii Intela, więc wykorzystuje inny typ ogniwa niż inni główni producenci NAND, tacy jak Micron. Według Solidigma, Inteligentna pamięć NAND była oparta na tranzystorach z pływającą bramką i została zaprojektowana w celu zwiększenia liczby bitów na komórkę, aby umożliwić budowanie sterowników PLC. Zamiast koncentrować swoje wysiłki produkcyjne na technologii wychwytywania ładunku, jak zrobił to Micron.

Nie jest jeszcze jasne, kiedy będą dostępne napędy oparte na PLC. Western Digital powiedział, że nie będą one dostępne na rynku do 2025 roku, ale teraz jesteśmy w 2022 roku z funkcjonalnym prototypem Solidigm. Ale kiedy to zrobią, klienci mogą spodziewać się lepszych urządzeń NAND $/GB niż jakikolwiek dysk QLC. A jeśli uważasz, że Solidigm powinien być ograniczony do $/GB, pomyśl jeszcze raz. SK hynix Platinum P41 to jeden z najbardziej wydajnych i najszybszych dysków SSD, jakie kiedykolwiek ocenialiśmy i jest produkowany przez firmę macierzystą Solidigms. Ponieważ kontrolery i magistrale wciąż ewoluują, dyski SSD PLC będą miały trudności z konkurowaniem wydajnością, ale powinny zapewniać dobrą wydajność przy niższych kosztach w miarę ewolucji kontrolerów i magistral.