Platz da für die neuen Halbleiterspeicher

Speichertrends und -konzepte, Teil 2 Platz da für die neuen Halbleiterspeicher

23.12.2015Autor / Redakteur: Stefan Riedl / Rainer Graefen

Der weltweite Speicherbedarf wächst massiv. Abhilfe können nur größere und schnellere Massenspeicher bringen. Auch in der Cloud ist jede Menge Platz für Daten, wobei die Skepsis hier mitunter groß ist.

Firmen zum Thema

Toshiba Electronics Europe GmbH

Micron Semiconductor Deutschland GmbH

Samsung Electronics GmbH

Thomas-Krenn. AG

Hitachi Global Storage Technologies Europe Ltd.

mehr weniger

Für SSDs mit höherer Kapazität wächst Flash-Speicher in die dritte Dimension, wie bei der Samsung SSD 850 Pro. Bei der hier verwendeten 3D-V-NAND-Technik werden statt planarer Flash-Zellen solche mit 3D-Charge-Trap-Flash-Technik eingesetzt. Diese zylindrischen Strukturen werden gestapelt.

Bei der 850 Pro bestehen die Flash-Speicher aus 32 Lagen. So können trotz 40-Nanometer-Fertigung Chips mit hoher Kapazität und langer Haltbarkeit hergestellt werden. Für höhere Kapazitäten werden zusätzliche Lagen eingesetzt.

3D-NAND

Zudem ist bei den Strukturbreiten wieder Luft nach unten. Bei herkömmlichen planaren Flash-Speichern ist man dagegen jetzt bereits bei 16 Nanometern angekommen. Eine höhere Kapazität ist hier nur durch noch feinere Strukturen möglich. Die treiben aber die Fertigungskosten in die Höhe, und auch die Lebensdauer der Flash-Zellen leidet.

Allerdings ist die Umstellung auf 3D-NAND zunächst ebenfalls sehr teuer, da viele neue Maschinen für die Fertigung angeschafft werden müssen und die Fertigung komplex ist.

Samsung hat zwar einen deutlichen Vorsprung bei 3D-Flash, aber auch andere Hersteller arbeiten an eigenen Lösungen. So hat Toshiba gerade mit dem Bau einer Fabrik für 3D-NAND-Chips begonnen, die ab Anfang 2016 produzieren soll. Diese Fabrik ersetzt die bisherige Fab 2 für herkömmlichen Flash-Speicher und entsteht in Kooperation mit Sandisk. Micron will früher mit 3D-NAND an den Start gehen, schweigt sich aber über die technischen Details aus.

SK Hynix verspricht eine Massenfertigung seiner 3D-Technik für das zweite Halbjahr 2015. Die Ablösung für NAND kann mit dem Schritt zu 3D-Flash-Speichern zwar noch auf sich warten lassen, einige Firmen arbeiten aber trotzdem schon an neuen Technikn für nichtflüchtigen Speicher. Einer der Kandidaten ist Resistive Random Access Memory (RRAM oder ReRAM). Die kalifornische Firma Crossbar verspricht für die Zukunft 3D-ReRAM-Chips, die 20-fach schneller als NAND-Flash-Chips sein sollen.

Ergänzendes zum Thema

Entwicklung

Virtuelle Storage-Welten

Im Jahr 2014 bestimmten Cloud- und Sicherheitsthemen die Diskussion über die Ausstattung von Rechenzentrum und Serverraum. Der Speichermarkt bekam vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit. Es haben sich dennoch einige Techniktrends verstärkt, allen voran die Entwicklung zur Standardisierung („Open“-Everything) und Konvergenz. Virtualisierung bleibt der Motor, der im Storage-Bereich die Entwicklung treibt, neuen Mitspielern Chancen eröffnet und die etablierten unter Zugzwang setzt. Für den Anwender bedeutet dies aber, dass komplexe Storage-Anbindungen nötig sind, wenn hohe Ausfallsicherheit gefragt ist. Die Antwort darauf heißt: Nicht weniger, sondern mehr Virtualisierung. Ein Paradebeispiel hierfür ist Tintri. Auch Systeme wie Nutanix, die Storage und Rechenleistung mit Virtualisierung in einer Box als Hyperconverged Systems verkaufen, gewinnen an Bedeutung. Für die Frage, welche Daten man an einen Hersteller kettet, kann Virtualisierung als Abstraktionsschicht nur förderlich sein.

„Herkömmliche“ SSD

Insgesamt lässt sich feststellen, dass sich insbesondere auf Servern SSDs bereits 2014 durchsetzen konnten. „Vielen Kunden blieb auch keine andere Wahl, denn als Bootmedien geeignete HDDs unter 500 GByte waren schon im vergangenen Jahr kaum noch erhältlich“, so Florian Hettenbach, der für das Business Development bei der Thomas-Krenn AG zuständig ist. Zumindest die Systemadministratoren wird es freuen, so Hettenbach, „ist doch bei Verwaltungsaufgaben die Zeitersparnis beträchtlich, wenn das Betriebssystem auf SSD liegt“.

Bei externen Storage-Arrays seien hingegen hybride Systeme die Regel. Laut Hettenbach gelang den Herstellern nicht immer, gute Argumente für deren offensichtlich höheren Preise oder sogar für All-Flash-Arrays zu finden. Denn nicht jeder Anwender ist unbedingt auf die höhere Geschwindigkeit angewiesen. Dank der Entwicklung der Triple-Level-Cell-Technik (TLC) sowie 3D-NAND werde die Preisuntergrenze weiter sinken und damit Flash endgültig zum Mainstream werden lassen.

Der Business-Development-Spezialist sieht für das laufende Jahr darüber hinaus, dass Virtualisierung der große Motor im Storage-Bereich ist und bleibt.

Cloud Computing bleibt ein Mega-Trend, und Speicher-Dienste vom Backup-Service bis hin zur gemeinsamen, cloudbasierten Collaboration-Lösung sind aus der IT-Branche nicht mehr wegzudenken.

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