Micron macht sich mit TLC, QLC und Software fit für neue Märkte

"Wir haben die Halbleiter-Zukunft schon im Labor"

| Autor / Redakteur: Ariane Rüdiger / Rainer Graefen

Die Proof of Concept Superbox speichert mit TLC-Technik auf nur einer Höheneinheit 96 TByte Daten.
Die Proof of Concept Superbox speichert mit TLC-Technik auf nur einer Höheneinheit 96 TByte Daten. (Ariane Rüdiger)

Mit neuen Produkten und Technologien wie TLC (Triple Level Cell) wendet sich Micron verstärkt an Unternehmenskunden. Um neue Marktfelder zu erschließen wird auch die Software-Abteilung des Unternehmens ausgebaut.

Die Speicherwelt wird früher oder später zu großen Anteilen auf Solid-State-Speicher umsteigen. Davon ist zumindest Micron überzeugt. „Derzeit liegen erst vier Prozent der weltweiten Daten auf Flash, wächst dieser Anteil auf 12 Prozent, ändert sich alles“, sagt Darren Thomas, Vice President des neu gebildeten Bereichs Storage Solutions.

Schon heute könnten die Lieferanten den steigenden Bedarf kaum noch befriedigen. Micron habe deshalb gerade vier Milliarden Dollar in die Verdoppelung der Kapazitäten seiner Fab in Singapur gesteckt und dafür sogar ein neues Gebäude errichtet.

Alternative Halbleiter haben gegen Flash wenig Chancen

Motor des SSD- und Flash-Booms seien die Hoster, da sie nicht durch die Leistungsgrenzen kommerzieller Betriebssysteme gebremst würden. „Windows kann mit der Geschwindigkeit von Flash-Drives einfach nicht anfangen“, stellt Thomas fest. Langfristig sei aber mit der Entwicklung neuer Techniken der Umstieg größerer Bereiche des Speichermarktes auf SSD nicht aufzuhalten.

Das heiße nicht, dass es gar keinen Raum mehr für Festplatten oder Bänder gebe, nur für Daten, die häufiger gebraucht würden, werde es irgendwann absolut nicht mehr sinnvoll sein, rotierende Medien zu verwenden, weil die schlicht mit den anfallenden Mengen nicht fertig werden. Laut Micron würde selbst der komplette Ersatz heutiger nicht rotierender Speicher durch TLC-Halbleitertechnik (Triple Level Cell)nur 18 Prozent der weltweiten Datenmenge erfassen.

Auch grundsätzlich neue Speichertechniken wie Memristoren könnten an der weiteren Ausbreitung von Flash und SSD vorläufig nichts ändern, meint Thomas. Sie seien relativ weit von der Produktionsreife entfernt. Prototypen und kleine Stückzahlen fertigen zu können, heiße hier gar nichts, der Teufel stecke gerade im Detail der Skalierung der Produktionsprozesse. Gleichzeitig werde SSD wie Festplatten immer billiger und dichter, freilich ohne die bei rotierenden Medien damit einhergehenden Geschwindigkeitsnachteile.

Micron ist vor der neuen Generation der Speichertechnik ohnehin nicht bange. Viel davon entstehe in Microns Laboren. „Die anderen holen sich Rat bei uns, nicht umgekehrt“, sagt Thomas. Wenn es so weit sei, werde man zu den ersten gehören, die liefern können.

Mit TLC-Technik zum 10 TByte Laufwerk

Im Gegensatz zu Memristoren oder Racetrack-Memory, an dem HP respektive IBM arbeitet, ist die TLC (Triple Level Cell) inzwischen praxisreif. Damit lassen sich acht Werte in einer Zelle zu speichern. Um dieses Ziel zu erreichen, darf die Strukturbreite nicht mehr weiter schrumpfen, sondern muss im Gegenteil sogar wieder wachsen, so dass im endeffekt weniger Zellen auf die gleiche Fläche passen.

Das liegt schlicht an den physikalischen Grenzen der Materie: Zwischen den Kanälen müssen bestimmte Abstände herrschen, damit Elektronen die Wände der Zellen und Datenwege nicht durchtunneln und damit letztlich Datenchaos anrichten. Dafür geht es in die Höhe: Mehrere Speicherzellschichten werden übereinander gestapelt und erlauben so insgesamt wiederum eine erhöhte Speicherkapazität.

Die Kapazität steigert sich laut Micron durch 3D-Nand-Zellen um ein Drittel auf 384 GBit pro Chip, woraus sich wiederum pro 2,5-Zoll-Laufwerk eine Maximalkapazität bis 10 Terabyte ergebe. Damit ist noch nicht Schluss: Auch die Quad Level Cell, die 16 Datenzustände speichern kann, wächst bei Micron bereits im Labor in die Höhe.

Der Speicher wird zum Compute-Knoten werden

Derzeit werden in einem 16-Nanometer-Verfahren TLC-Bausteine mit nur einer Ebene gefertigt. Sie sollen in Consumer-Produkte einfließen. Was die dreidimensionalen Speicherzellen praktisch bedeuten, konnte man an einem 1U-Prototypen der „Superbox“ bewundern. Die Box schafft 2 Millionen IOPS (Lese-/Schreibvorgänge pro Sekunde), bringt 15 GByte/s iSCSI-Bandbreite mit und fasst 96 TByte.

Langfristig sieht Micron Server immer näher an die Speicher heranrücken, ja, sogar zum wesentlichen Bestandteil von Storage werden. Anstelle unterschiedlicher Speichertürme werden, so die Prognosen des Herstellers, Data Lakes treten, die alle Datenklassen speichern und deswegen Zugriffsmöglichkeiten für die unterschiedlichen Protokolle eröffnen müssen.

Das alles sei aber einfacher als die Datenmassen, mit denen in Zukunft zu rechnen sei, ständig hin und her zu schieben oder gar von entfernten Speichern zum Prozessor zu transportieren. Dieses Vorhaben sei zum Scheitern verurteilt, wenn beispielsweise erst einmal die prognostizierten Datenvolumina da sind und in Echtzeit verarbeitet werden sollen.

Produkte sollen mehr Software mitbringen

Micron will sich zukünftig noch stärker auf sogenanntes Storage-Class-Memory fokussieren. Diese persistenten Speicherbausteine mit unternehmenstauglichen Eigenschaften sind billiger als Flash, aber teurer als blanker DRAM. Ausgebaut wurde wegen des verstärkten Enterprise-Engagements auch die Software-Einheit.

Deren Gruppenchef Eric Endebrock kommt von Dell und war dort für Equallogic-Produkte zuständig. Gemeinsam mit Pernix Data arbeitet man etwa an Software Development Kits, die die Anpassung von Speicher an klar definierte Workloads erlauben. Mit diesem und anderen Partnern soll ein „Ökosystem“ rund um die Micron-Speicherprodukte entstehen, das ihnen Mehrwert hinzufügt.

Ein Beispiel für eine integrierte, softwaregestützte Funktion ist die Verschlüsselung. Neu im Micron-Portfolio fürs Rechenzentrum ist beispielsweise die M510DC-SSD mit eingebauter TCG-Verschlüsselung für aktive, geschäftskritische Daten.

Zu den Enterprise-Produkten gehören weiter die Acceleratoren P420m (Lese- und Metadatenbeschleuniger) und P320h (Lese-/Schreibvorgänge). Beschleunigerprodukte für PCIe und SAS stehen unmittelbar vor der Einführung, Näheres wollte der Hersteller aber zum jetzigen Zeitpunkt nicht verraten.

M600 ist eine fürs Rechenzentrum und Client-Rechner geeignete Nand-Zellen-basierende Beschleunigerkarte für Schreibvorgänge bei aktiven Daten. Eine PCIe-Variante ist demnächst geplant. Laut Micron leistet die Karte ihr Optimum, wenn sie vor eine SSD geschaltet wird.

Micron will schneller wachsen

Für das nachträgliche Upgrade beispielsweise von Laptops bietet Micron die Karten MX200 und BX200 an. In der Pipeline sind auch neue Rechenzentrums-Produkte für PCIe, SAS und SATA.

Das bedeutet nicht, dass Micron das OEM-Produktsegment vernachlässigt. Auch dieses wächst. So hat Seagate seine Verbindung zu Micron intensiviert. Der Speichermedien-Hersteller hatte sich im Enterprise-Segment bisher von Samsung beliefern lassen und ist erst jüngst auf Micron umgestiegen. „Samsung fokussiert sich eher auf kleinere Speicher, wie sie etwa Telefone brauchen“, erklärt Darren Thomas.

Darren Thomas ist derzeit unter anderem damit beschäftigt, Vertriebskanäle aufzubauen, die zur neuen Strategie passen – im Moment in den USA, weitere Weltregionen sollen folgen. Auf der Kundenliste erscheinen heute vor allem Provider wie Hetzner, Strato oder Host Europe. Doch dabei soll es nicht bleiben. Man plane Produkte in den stark wachsenden Bereichen Analytics, In-Memory und No-SQL, erklärt Robin Peglar, Vice President Advanced Storage der Storage Business Unit.

Angepeilt werden als Kunden datenintensive vertikale Branchen: HPC, Electronic Design Automation (EDA), Finanzdienstleister, vor allem der inzwischen kritisch betrachtete Hochfrequenzhandel, Biowissenschaften, Medien, Energie und Videoüberwachung. Kurz, alle Bereiche, wo sehr schnell große Datenmengen entstehen, verarbeitet und gespeichert werden müssen.

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