Interview mit CC Wu, Innodisk, über die Zukunft von Flash

„Es genügt nicht, einfach eine SSD anzuschließen“

| Redakteur: Nico Litzel

CC Wu, Vice President und Director of the Embedded Flash Division bei Innodisk
CC Wu, Vice President und Director of the Embedded Flash Division bei Innodisk (Bild: Innodisk)

Storage-Insider sprach mit CC Wu, Vice President und Director der Embedded Flash Division des taiwanischen Herstellers Innodisk, über den Storage-Markt und über die Herausforderungen bei der Entwicklung und Fertigung von Flash im Zuge der anhaltenden Miniaturisierung der Technik.

Storage-Insider.de: Welche Probleme bringt die anhaltende Verkleinerung der Strukturen für die Entwicklung und Fertigung von Flash-Speichern mit sich?

CC Wu: Die traditionellen Methoden zur Erhöhung der Flash-Speicherdichte durch Verkleinerung der Leiterbahnen und Abstände beeinträchtigen die Haltbarkeit bei Schreibzugriffen sowie die I/O-Leistung. Je höher die Dichte des Flash-Speichers in der Fläche ist, desto stärker und intelligenter muss die Firmware für die Fehlerkorrektur und eine Schreiboptimierung ausgelegt sein.

Beispielsweise benötigte die frühere Generation von SLC-Chips, die im 3x-Nanometer-Verfahren gefertigt wurde, nur vier Error Correction Code Bits und erreichte 100.000 Programmier- und Löschzyklen. Die 2x-Nanometer-Generation von SLC-Chips benötigte dagegen 24 ECC-Bits und erreichte nur 60.000 Programmier- und Löschzyklen. Das Problem wird mit immer dichteren MLC-Flash-Speichern noch herausfordernder, von denen aktuelle Generationen bis zu 40 ECC-Bits benötigen.

Diese Herausforderungen bedeuten, dass aktuelle Flash-Speicher intelligente Flashmanagement-Algorithmen benötigen, um die Flash-Zellen gleichmäßig bis an ihr Schreiblimit auszureizen und die Leistung während der Betriebslaufzeit aufrechtzuerhalten.

Was bringt die Zukunft? Mit welchen technischen „Tricks“ können Flash-Speicher noch leistungsfähiger werden? Welche Rolle spielen hier 3D-Architekturen?

CC Wu: Die Skaleneffekte beim Produktionsprozess von Flash-Speicher machen die 3D-Architektur zu einem unverzichtbaren Element, wenn man eine immer höhere Dichte anstrebt. Wir haben herausgefunden, dass das Die-Stacking ein effektiver Weg ist, um unsere Flash-Kapazitäten auf Chipebene zu erhöhen, ohne bei der Ausbeute Abstriche machen zu müssen, insbesondere im Fall von MLC-Speicher. Dieser Trend zu mehr Dies bedeutet Änderungen beim Package-Prozess. Herkömmliche Thin Small Outline Package Chips mit 48-Pins genügen nicht mehr für die Verdrahtung, Ball Grid Array, kurz BGA, muss der neue Standard für das Package in der nahen Zukunft werden.

Andererseits macht das BGA Package das Design der Signalleitung komplizierter, was zur Herausforderung wird, wenn man sehr kleine Geräte entwickeln möchte. Eine hohe Signalqualität erfordert ein besseres Hardware-Design und eine Unterstützung durch die Firmware.

Gleichzeitig, während die 3D-Architektur heranreift, haben wir eine clevere Möglichkeit des Packaging gefunden, um unsere aktuellen Ziele bei der Miniaturisierung zu erreichen. Durch Integration des Controllers, Flash-Speichers und der leistungsführenden Komponenten für die Peripherie in einem einzelnen Ball Grid Array Chip für unsere nanoSSD sind wir in der Lage, die Belange der Signalübertragung zu berücksichtigen und die Flash-Größe erheblich zu reduzieren.

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