Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах

По-подробно за 3D NAND: пробивът на паметта в третото измерение

3D NAND не е революция, но представлява важен етап в развитието на флаш паметта. За поразителен успех и масово разпространение на новата технология е рано да се говори, но трябва да се отбележи, че тя решава проблема с мащабирането и открива пътя към появата на евтини многотерабайтови SSD дискове … Дали обаче ще ги видим скоро?

19 октомври 2016
4323 прочитания
0 коментара
15 одобрения
0 неодобрения
Страница 1 от 3

Бързите, безшумните и съвсем негреещи SSD дискове вече станаха привични компоненти за домашните компютри, даже от среден клас. Единствено все още сравнително високата им цена за гигабайт налага използването на иначе „прогресивни” конфигурации с добрите стари HDD дискове (от терабайт нагоре), в допълнение към SSD дисковете, които са с по-малък обем. По отношение на решението на проблема с ограничение брой записи на клетките памет ще трябва да почакаме още не малко време – до внедряването на такива технологии като FRAM или нещо по-ново. А 3DXPoint обещават да пуснат и по-бързо решение, но и по-скъпо – способите за увеличаване на обема на SSD дисковете с увеличаване на цената ги знаем. Преди две години ни обещаха, че в края на 2016 година, обема на SSD дисковете ще 10TB и повече. Трябва ли да очакваме такива дискове в най-скоро време?

3D NAND – проблеми и решения

Новата технология, представена през aвгуст 2013 година от Samsung, а след това в март 2015 г. от Intel и Micron, се нарича 3D NAND (или 3D V NAND) и се различава, както може да се разбере от названието, по компановката на тримерната структурата. В познатата ни флаш памет за съхранение на информацията  се използват транзистори с плаващ гейт, на които им се присвоява стойност 1 или 0. Транзисторите се разполагат един до друг в клетките и понастоящем тяхната гъстота достига предела на физическото мащабиране – в съответствие с всеизвестния закон на Мур. Ако през 2004 г., технологичният процес беше 90nm, а към 2015 г., вече е 15 nm. По време на екстензивното развитие, възникнаха редица непреодолими проблеми: при намаляването на размера на клетките се изтъняват и стените между тях, което води до повишена вероятност от утечка на електрони, особено в случаите с евтините многобитови клетки MLC и TLC. Преминаването на 13 nm означава,  че ще има  забележима загуба не само на ниво надеждност, но и в скоростта на работа на паметта. 

Структура на „плоска” флаш памет NAND

Не е трудно да се досетим, че за решаването на проблема в по-нататъшното мащабиране се предвижда преход към обемното тримерно пространство:  идея толкова очевидна и не толкова нова. Няколко университетски лаборатории са експериментирали с 3D микросхеми още в седемдесетте и осемдесетте години на миналия век, но някакви особени резултати не са постигнати:  за тези нови технологии са били необходими екзотични материали и необичайни инженерни решения, а по онова време, особено голяма нужда от тяхното конструиране не е имало. Основния проблем на тогавашното ниво на развитие на технологиите се заключава в това, че на кристала се е отдавало транзисторите да се разполагат само на най-горния слой на силициевата подложка. Пространството над тази основа е можело да се използва единствено за  съединения или  за придаване на достатъчна якост на конструкцията.
Така, чак към края на хилядолетието необходимостта от обновяване на традиционната плоска флаш памет, става очевидна – през 1998 г. двама професори от Станфордския университет, и ветерани в индустрията – Марк Джонсън и Томас Ли, основават специално за разработването на тримерни полупроводникови устройства, компанията Matrix Semiconductor. В качеството на източник на вдъхновение за преодоляване на старите проблеми, се оказват течнокристалните дисплеи, представляващи сами по себе си, съединени слоеве от тънкослойни транзистори. За първите успешни работи на Ли и Джонсън, става известно през 2002 г., когато анонсират вертикална структура на компановката на паметта, способна да съхранява информация не по-малко от 100 години. Компанията Matrix пояснява, че не претендира за званието пионер-изобретател на 3D микросхемите, но е твърдо решена да стане първата компания, която да доведе тези идеи до комерсиално производство в големи обеми. При това е подчертала, че прехода към тримерна памет, означава, не самонамаляване на размерите в сравнение със съществуващите варианти на DRAM, SRAM, FLASH и Mask ROM, но и значително намаляване на стойността.

Прочетете още: Големите данни изискват и бързи дискови системи

Структурата на 3D паметта с няколкото слоя транзистори напомня на кула

15 одобрения
0 неодобрения
Още от рубрика "Хардуер"
КОМЕНТАРИ ОТ  
КОМЕНТАРИ
Трябва да сте регистриран потребител, за да коментирате статията
"По-подробно за 3D NAND: пробивът на паметта в третото измерение"



    

абонамент за бюлетина