Què és V-NAND?

V-NAND significa Vertical NAND i fa referència a l'arquitectura flash utilitzada a la memòria flash. És un concepte relativament recent que només es troba en la fabricació comercial des del 2013, quan Samsung va crear el primer producte amb ell.

La NAND vertical també es pot anomenar NAND 3D i inclou piles de memòria amb cel·les apilades verticalment. Això permet que una mida de xip específica tingui una densitat de bits més alta del que podria ser d'una altra manera. Això contrasta amb 2D NAND, la versió tradicional on les cel·les de memòria es gestionen en una matriu bidimensional.

Els avantatges de l'emmagatzematge en 3D són bastant senzills: més espai d'emmagatzematge a la mateixa zona, com un edifici de gran alçada pot contenir més espai d'oficines que un edifici d'una sola planta en una parcel·la de mida idèntica. A més, gràcies als xips de silici molt prims, apilar diverses capes unes sobre les altres no crea cap problema d'alçada particular.

Conceptes bàsics de V-NAND

A més de la seva estructura i forma 3D, V-NAND no és massa diferent de la NAND normal. És, en el seu nucli, una porta lògica que funciona amb dues ( o de vegades més ) entrades i una sortida. Diverses portes NAND estan disposades de maneres específiques per aconseguir el seu propòsit. NAND es va desenvolupar inicialment a la dècada de 1980 i segueix sent el tipus de cèl·lula de memòria flash més popular del mercat. El seu principal competidor és la porta NOR. Tot i que estan estructurades de manera similar, les cèl·lules NOR i NAND funcionen de manera diferent. Utilitzen una lògica diferent per crear sortides a partir de les entrades que se'ls donen. El disseny del circuit per al flash NOR ofereix alguns avantatges i desavantatges, que condueixen a altres casos d'ús.

L'entrada a una porta NAND sempre té la forma d'un 0 o d'un 1, i sempre n'hi ha almenys 2. Comercialment, podeu trobar fins a 8 entrades en una porta, però dues són l'estàndard. Aquestes dues entrades es contrasten amb la taula de veritat de la porta i es genera una sortida basada en elles. En el cas de les portes NAND, el resultat ( de nou, un 0 o un 1 ) està determinat per quantes entrades són un 1.

Si totes les entrades són 1, aleshores la porta NAND retorna un 0 com a sortida. Si una o més entrades són 0s, la sortida és 1, sigui el que passi. Això és el contrari directe de la lògica NOR. Allà, si totes les entrades són 0, la porta retorna un 1. No importa què, si alguna entrada és un 1, la sortida és 0.

Vanguarda V-NAND

A hores d'ara, aquesta tecnologia arriba a la vuitena generació. A partir del novembre de 2022, la versió de més alt rendiment del flaix NAND vertical és la cel·la de triple nivell d'1 terabit de Samsung V-NAND. Compta amb la densitat de bits més alta i la capacitat d'emmagatzematge més alta de qualsevol V-NAND fins ara. Com a resultat directe de la implementació d'aquesta nova generació de cèl·lules de memòria Flash, la propera generació de sistemes de servidor ( el seu ús principal ) tindrà accés a més emmagatzematge amb una empremta més petita.

L'augment de capes addicionals a la part superior de la capa singular que es troba a 2D NAND augmenta de manera natural la capacitat i el rendiment. Suposant que una àrea determinada en NAND 2D té un centenar de cel·les de memòria. V-NAND podria, per exemple, emmagatzemar tres-centes al mateix espai apilant tres capes una sobre l'altra. El V-NAND modern, però, utilitza centenars de capes, augmentant significativament la capacitat d'emmagatzematge. Per descomptat, encara hi ha limitacions, però 3D NAND ha demostrat ser una alternativa viable a la versió 2D anterior. Amb l'excepció de la versió Tb esmentada anteriorment, la majoria de xips V-NAND d'ús comercial tenen actualment 256 Gb o 512 Gb. La tecnologia en si és encara relativament nova, després de tot.

Conclusió

V-NAND és una tecnologia específica de memòria flash. Implica apilar múltiples matrius de memòria NAND verticalment una sobre l'altra, amb la connectivitat adequada entre capes. Permet multiplicar la capacitat de la memòria flaix mantenint la mateixa empremta sense fer millores espectaculars del node. L'apilament de matrius uns sobre els altres augmenta l'alçada del xip de flaix. Cada dau, però, és prou prim que l'alçada total encara és insignificant, fins i tot amb centenars de capes.

Aquest augment significatiu de la densitat d'emmagatzematge és excel·lent per a la capacitat d'emmagatzematge. Tanmateix, per als hiperescalars en particular, l'augment de la densitat ofereix beneficis específics. Reduir quants bastidors de servidors es necessiten alhora que augmenta la capacitat d'emmagatzematge ajuda a reduir el consum total d'energia. L'avantatge de capacitat de V-NAND sobre la memòria NAND normal ha fet que NAND sigui completament substituïda.