Co je 3D NAND Flash?

NAND flash paměť je technologie používaná k ukládání dat ve všech flash paměťových produktech, jako jsou SSD. Mnoho moderních NAND flash produktů je inzerováno jako 3D NAND flash nebo V-NAND. Tento typ paměti ukládá paměťové buňky vertikálně do flash čipu, ale co to znamená a proč je to lepší?

Tip: 3D NAND flash je koncept odlišný od MLC, TLC a QLC. 3D NAND označuje strukturu fyzického vrstvení paměťových buněk vertikálně a horizontálně. MLC nebo víceúrovňová buňka spolu s buňkami s trojitou a čtyřmi úrovněmi označují počet bitů dat, které může jedna buňka uložit, což zvyšuje počet různých energetických úrovní.

Co je NAND flash?

NAND flash je typ flash paměti založený na logické bráně NAND. Hradlo NAND je nepravdivé, pouze pokud jsou všechny jeho vstupy pravdivé, přičemž NAND znamená „Not AND“.

Flash paměť je postavena na poměrně jednoduchém principu. Jsou zde dva napájecí kabely, zdroj a odpad. Mezi nimi je plovoucí hradlo a ovládací hradlo, vše umístěné na křemíkovém substrátu. NAND flash spojuje řadu buněk za sebou v sérii, ale řídí se stejným principem. Pro nastavení buňky NAND na binární 1 se elektrický proud přivede na plovoucí hradlo, kde je zachycen izolací z oxidu křemíku. K vybití článku se použije více změn, dokud nedosáhne prahu, kdy může skočit do odpadu.

Čtení buňky NAND se provádí přivedením elektrického náboje na řídicí bránu. Přítomnost elektrického náboje v plovoucí bráně zvyšuje množství napětí, které je třeba přivést na řídicí bránu, aby vedla. Pokud je k vedení elektřiny přes řídicí bránu potřeba pouze malé napětí, pak je hodnota paměti 0, je-li požadováno větší napětí, je hodnota paměti 1.

Zvýšení kapacity paměti

Historicky se kapacita flash paměti zvyšovala vývojem nových způsobů, jak zmenšit velikost součástí a umístit je blíže k sobě. To vám v podstatě umožňuje zabalit flash články blíže k sobě. Bohužel existuje omezení toho, jak malé mohou být tyto paměťové buňky vyrobeny, než elektrický náboj použitý k jejich provozu dokáže přeskakovat z jedné buňky na druhou a učinit celou věc zbytečnou.

Aby se to obešlo, změnil se tvar křemíkového substrátu, na kterém jsou umístěny paměťové buňky. Vytvořením substrátu do válcovitých tvarů, z nichž každý může mít více paměťových buněk, a následným umístěním těchto válců svisle vedle sebe, lze výrazně zvětšit povrch paměťových buněk. Se zvětšeným povrchem lze do stejného objemu umístit více paměťových buněk, což umožňuje výrazně zvýšit kapacitu paměti pro čip NAND flash stejné velikosti.

Proč je 3D NAND lepší?

3D NAND má nejen vyšší hustotu paměti, ale způsob výroby potřebný k vytvoření struktury je ve skutečnosti jednodušší než s tradičním rozložením NAND. To znamená, že 3D NAND má jak větší kapacitu, tak nižší náklady.

Kromě toho je paměť 3D NAND také dvakrát rychlejší při rychlosti čtení i zápisu než tradiční flash NAND. Má také až desetinásobnou životnost a spotřebuje zhruba poloviční energii.