Какво е V-NAND?

V-NAND означава Vertical NAND и се отнася до флаш архитектура, използвана във флаш памет. Това е сравнително нова концепция, която е в комерсиално производство едва от 2013 г., когато Samsung създаде първия продукт, включващ нея.

Vertical NAND може също да се нарече 3D NAND и включва стекове памет с вертикално подредени клетки. Това позволява на конкретен размер на чипа да има по-висока битова плътност, отколкото би могла иначе. Това е в контраст с 2D NAND – традиционната версия, при която клетките на паметта се управляват в двуизмерна матрица.

Предимствата на 3D съхранението са доста ясни – повече пространство за съхранение в една и съща зона, подобно на това как една висока сграда може да съдържа повече офис пространство от едноетажна сграда на парцел с идентичен размер. Освен това, благодарение на много тънките силиконови чипове, подреждането на няколко слоя един върху друг не създава особени проблеми с височината.

Основите на V-NAND

Освен структурата и 3D формата си, V-NAND не се различава много от обикновения NAND. В основата си това е логическа врата, която работи с два ( или понякога повече ) входа и един изход. Множество NAND портове са подредени по специфични начини, за да постигнат целта си. NAND първоначално е разработен през 80-те години на миналия век и все още е най-популярният тип клетки с флаш памет на пазара. Основният му конкурент е портата NOR. Въпреки че са структурирани по подобен начин, NOR и NAND клетките работят по различен начин. Те използват различна логика, за да създават изходи от входовете, които им се дават. Оформлението на веригата за NOR flash предлага някои предимства и недостатъци, водещи до други случаи на употреба.

Входът в NAND порта винаги е под формата на 0 или 1 и винаги има поне 2. В търговската мрежа може да намерите до 8 входа в един порт – но два са стандартът. Тези два входа се проверяват спрямо таблицата на истината на портала и въз основа на тях се генерира изход. В случай на NAND портове, резултатът ( отново или 0, или 1 ) се определя от това колко входа са 1.

Ако всички входове са 1, тогава NAND портата връща 0 като свой изход. Ако един или повече входове са 0s, изходът е 1, без значение какво. Това е пряката противоположност на NOR логиката. Там, ако всички входове са 0, портата връща 1. Без значение какво, ако някой вход е 1, изходът е 0.

Най-модерният V-NAND

Към момента тази технология е в своето 8-мо поколение. От ноември 2022 г. най-високопроизводителната версия на Vertical NAND флаш е 1-терабитовата V-NAND клетка на три нива на Samsung. Той разполага с най-високата битова плътност и най-високия капацитет за съхранение от всички V-NAND досега. Като пряк резултат от прилагането на това най-ново поколение клетки с флаш памет, следващото поколение сървърни системи ( основната им употреба ) ще има достъп до повече съхранение с по-малък отпечатък.

Увеличаването на допълнителните слоеве върху единствения слой, намиращ се в 2D NAND, естествено повишава капацитета и производителността. Ако приемем, че дадена област в 2D NAND има сто клетки с памет. V-NAND може например да съхранява триста в едно и също пространство чрез подреждане на три слоя един върху друг. Модерният V-NAND обаче използва стотици слоеве, което значително увеличава капацитета за съхранение. Разбира се, все още има ограничения, но 3D NAND се оказа жизнеспособна алтернатива на по-старата 2D версия. С изключение на версията Tb, спомената по-горе, повечето V-NAND чипове в търговска употреба в момента имат или 256Gb, или 512Gb. В края на краищата самата технология все още е сравнително нова.

Заключение

V-NAND е технология, специфична за флаш памет. Това включва подреждане на множество матрици на NAND памет вертикално един върху друг, с подходяща свързаност между слоевете. Той позволява капацитетът на флаш паметта да бъде умножен, като същевременно се запази същият отпечатък, без да се правят драматични подобрения на възлите. Подреждането на матриците една върху друга увеличава височината на флаш чипа. Всяка матрица обаче е достатъчно тънка, така че общата височина все още е незначителна, дори със стотици слоеве.

Това значително увеличение на плътността на съхранение е отлично за капацитета за съхранение. По-специално за хиперскаларите, обаче, увеличаването на плътността предлага специфични предимства. Намаляването на броя на необходимите сървърни стелажи, като същевременно се увеличава капацитетът за съхранение, помага за намаляване на общата консумация на енергия. Предимството на капацитета на V-NAND пред обикновената NAND памет доведе до пълното заместване на NAND.