SSD disky založené na NAND Flash mají výhody nízké spotřeby energie, vysoké rychlosti a vysoké spolehlivosti. Ve srovnání s tradičními mechanickými pevnými disky jsou SSD disky stejné kapacity stále drahé. Nová zařízení založená na 3D NAND flash paměti však čelí na trhu s úložišti stále tvrdší konkurenci.

Náklady na skladování

Cena křemíkového waferu je přímo úměrná jeho ploše a do značné míry nezávisí na obsahu, který je na něm uložen. Cena za bajt paměti NAND flash proto závisí na tom, kolik bitů lze uložit na čip dané velikosti. Existuje několik technik, které se používají ke zvýšení hustoty ukládání paměti NAND flash.

· První technikou je zmenšení velikosti jeho jednotky.

To je možné díky neustálému vývoji výrobního procesu, který umožňuje vytvářet menší prvky hustoty úložiště. Toto zmenšení však nakonec dosáhlo svého limitu. Zároveň to způsobuje i některé zbytečné vedlejší účinky, jako je například silnější svodový proud nebo vyšší chybovost.

· Další inovací je ukládání více bitů do každé jednotky hustoty úložiště.

Moderní flash paměť již není jednoúrovňová buňka (SLC), která dokáže uložit pouze jeden bit dat, ale má uchovávat víceúrovňové buňky (MLC), tříúrovňové buňky (TLC) nebo dokonce čtyřúrovňové buňky (QLC). To znamená, že více úrovní musí být přesně naprogramováno a změřeno. Ačkoli tato technologie zvyšuje hustotu úložiště, stala se také kompromisem mezi sníženým výkonem, zkrácenou životností a zvýšenou chybovostí.

Přechod do třetí dimenze —— 3D NAND 

Aby bylo možné na křemíkovém čipu vytvořit kompletní trojrozměrnou strukturu, lidé na jeho povrch neuspořádali pole paměťových buněk. Umístili jich však více. To umožňuje umístit více úložných prostor na stejnou plochu. Důležité je také to, že to poskytuje kratší datová spojení pro rychlejší přenos dat.

3D Nand Flash může stále používat stejné technologie SLC, MLC a TLC, které jsou stejné jako planární paměť, pro zvýšení dostupné hustoty úložiště. Díky dodatečné hustotě úložiště může 3D NAND Flash využívat tyto mírně starší technologie zpracování a větší velikost buněk, které stále mají výhody oproti klasickým grafickým designům. Tyto procesy znamenají, že se sníží jak spotřeba energie, tak chybovost.

Jaké jsou výhody a nevýhody 3D NAND flash pamětí?

Hlavní výhodou 3D NAND flash pamětí je snížení ceny každého bajtu, protože na jednotku plochy čipu ukládá více bitů. Proto lze za rozumnou cenu dodat SSD disky s kapacitou 1 TB nebo 2 TB. Je třeba přiznat, že tato vyšší hustota úložiště zvyšuje náklady: zvyšuje složitost výrobního procesu. Výroba 3D čipů vyžaduje více fází zpracování. Malé znečištění v jakékoli fázi nebo malá chyba v procesu zpracování může zařízení znehodnotit, což výrazně zvyšuje výrobní náklady 3D čipů. To je však kompenzováno vyšší hustotou úložiště. I když jsou výrobní náklady čipu dvojnásobné oproti původním, náklady na každý bajt se stále výrazně sníží. 

Paměťové buňky v 3D NAND čipu jsou blíže k sobě než ty, které se rozptylují na povrchu 2D zařízení. To znamená, že signály nemusí cestovat příliš daleko, což snižuje jejich zpoždění. Zlepšení výkonu úložiště závisí na aplikacích, ve kterých jsou data ukládána. Zkrácení vzdálenosti, kterou musí signál odeslat, může v neposlední řadě snížit spotřebu energie v konkrétních aplikacích a praxi.

KingSpec NE2280 používá nejnovější řadič flash paměti s ultra nízkou spotřebou energie

Závěr

Přestože 3D NAND flash paměť může být tou správnou volbou z hlediska úložné kapacity a ceny každého bajtu, efektivní využití 3D NAND flash paměti závisí do značné míry na řadiči flash paměti. To vyžaduje vysoce kvalitní řadič flash paměti, který efektivně spravuje velkou úložnou kapacitu, minimalizuje dopad na odolnost a zajišťuje maximální životnost a spolehlivost úložiště.