3D-Vertical-NAND-Flash- und SSD-Lösungen, Teil 2

Samsungs Flash-Speicher werden größer und leistungsfähiger

| Autor / Redakteur: Thomas Arenz / Rainer Graefen

(Foto: Rainer Graefen)

Viele Halbleiterspeicher-Alternativen stehen bereit, um die Flash-Technik abzulösen. Samsung dürfte es mit der Eroberung der dritten Dimension gelungen sein, den Lebenszyklus von Flash um weitere zehn Jahre zu verlängern. Das 3D-Update verbessert gleichzeitig alle wichtigen Betriebs-Parameter.

Durch die 3D CTF-Architektur und die vertikale Interconnect-Prozesstechnologie von Samsung kann die Speicherbranche technische Herausforderungen hin zu einer feineren Prozesstechnologie und höherer Flächendichte überwinden.

Indem wesentlich mehr Schichten vertikal übereinander gestapelt werden, kann Samsung weiterhin mit großem Ehrgeiz NAND-Flash-Produkte der nächsten Generation mit noch höherer Speicherkapazität entwickeln.

Zuverlässigkeit und Leistung

Normalerweise beruht die Zuverlässigkeit von NAND Flash Speicher auf den Programm-Löschzyklen, die der Speicher im Verlauf seiner Lebensdauer verkraften muss. Der neue 3D V-NAND zeigt einen Anstieg der Zuverlässigkeit um das mindest zwei- bis maximal zehnfache.

Dies bedeutet, dass die Zahl der Programmlöschzyklen je nach Zielanwendung bis zu zehn Mal höher ist als bei planaren NAND Flash Speicher Chips. Die Schreib-Leistungsfähigkeit konnte ebenfalls erhöht werden, und zwar um 100 Prozent gegenüber herkömmlichem 10 nm-Class Floating Gate NAND Flash Speichern.

Dies wiederum hat zur Folge, dass einer der wichtigsten Leistungsparameter, die Programmierzeit (tPROG ), auf die Hälfte verkürzt werden kann verglichen mit planarem NAND-Flash-Speicher. Obwohl die Bandbreite ebenfalls als typisches Maß für die Leistungsfähigkeit verwendet wird, begrenzt die Programmierzeit die eigentlichen Zellencharakteristika und limitiert die Anzahl der I/O-Zugriffe.

SV843 für Enterprise-Anwendungen

Um an die führende 3D V-NAND Flash-Technologie anzuschließen, stellte Samsung die industrieweit erste 3D V-NAND-basierte SSD im August 2013 vor, die für den Einsatz in Enterprise-Servern und Rechenzentren konzipiert ist.

Durch den Einsatz von 3D V-NAND, das die Grenzen der Skalierung über die 10 nm-Class hinaus überwunden hat, bietet diese SSD über 20 Prozent mehr Leistung und verbraucht 40 Prozent weniger Energie. Das bringt enorme Vorteile für Enterprise-Server und Rechenzentren mit sich.

Die V-NAND SSD von Samsung mit der Bezeichnung SV843 gibt es mit 960 GByte und 480 GByte. Die 960 GByte-Version bietet mit 20 Prozent höheren sequenziellen und wahlfreien Schreibgeschwindigkeiten die höchste Leistung. Genutzt werden 64 Dies mit MLC 3D V-NAND Flash, von denen jedes 128 GBit speichert, und ein SATA-Schnittstellen-Controller mit 6 Gigabit pro Sekunde. Die neue V-NAND SSD bietet auch 35K Programm-Löschzyklen und steht im 2,5-Zoll-Formfaktor mit x, y und z-Höhen von 10 cm, 7 cm und 7 mm zur Verfügung. Das bietet Server-Herstellern eine höhere Flexibilität und Skalierbarkeit bei der Entwicklung.

Flash-Wachstum ist ungebrochen

Nach fast zehn Jahren Forschung an 3D Vertical NAND verfügt Samsung heute weltweit über 300 3D-Speicher-Technologien, die zum Patent angemeldet sind. Mit dem industrieweit ersten komplett funktionsfähigen 3D-Vertical-NAND-Speicher hat Samsung seine Wettbewerbsfähigkeit in der Speicherbranche gestärkt und legt zugleich die Grundlage für fortschrittlichere Produkte. Schon das erste Produkt zeigt mit der Speicherkapazität von ein Terabit (TBit), dass Flash noch viel Potenzial besitzt. Damit erhöht das Unternehmen die Wachstumsdynamik der Branche.

Die Marktforscher von IHS iSuppli erwarten, dass der weltweite Markt für NAND-Flash-Memory von 23,6 Mrd. US-Dollar im Jahr 2013 bis Ende 2016 ein Volumen von etwa 30,8 Mrd. US-Dollar erreicht. Dies entspricht einem durchschnittlichen Wachstum von elf Prozent pro Jahr und ist damit das stärkste Wachstum in der gesamten Halbleiterbranche.

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