Que é V-NAND?

V-NAND significa Vertical NAND e fai referencia á arquitectura flash usada na memoria flash. É un concepto relativamente recente que só está na fabricación comercial desde 2013, cando Samsung creou o primeiro produto que o incluía.

A NAND vertical tamén se pode chamar NAND 3D e presenta pilas de memoria con celas apiladas verticalmente. Isto permite que un tamaño de chip específico teña unha densidade de bits máis alta que a que podería ser doutro xeito. Isto contrasta co NAND 2D, a versión tradicional onde as celas de memoria se xestionan nunha matriz bidimensional.

As vantaxes do almacenamento en 3D son bastante sinxelas: máis espazo de almacenamento na mesma área, ao igual que un edificio de gran altura pode conter máis espazo para oficinas que un edificio dun só piso nunha parcela de idéntico tamaño. Ademais, grazas aos chips de silicio moi finos, apilar varias capas unha encima da outra non crea ningún problema de altura particular.

Fundamentos de V-NAND

Ademais da súa estrutura e forma 3D, V-NAND non é demasiado diferente da NAND normal. É, no seu núcleo, unha porta lóxica que opera con dúas ( ou ás veces máis ) entradas e unha saída. Varias portas NAND dispóñense de formas específicas para acadar o seu propósito. A NAND foi desenvolvida inicialmente na década de 1980 e aínda é o tipo de cela de memoria flash máis popular do mercado. O seu principal competidor é a porta NOR. Aínda que teñen unha estrutura similar, as células NOR e NAND funcionan de forma diferente. Usan diferentes lóxicas para crear saídas a partir das entradas que reciben. O deseño do circuíto para o flash NOR ofrece algunhas vantaxes e desvantaxes, o que leva a outros casos de uso.

A entrada nunha porta NAND é sempre en forma de 0 ou 1, e sempre hai polo menos 2. Comercialmente, podes atopar ata 8 entradas nunha porta, pero dúas son o estándar. Estas dúas entradas compróbanse coa táboa de verdade da porta e xérase unha saída baseada nelas. No caso das portas NAND, o resultado ( de novo, un 0 ou un 1 ) está determinado por cantas entradas son un 1.

Se todas as entradas son 1, entón a porta NAND devolve un 0 como saída. Se unha ou máis entradas son 0s, a saída é 1, pase o que pase. Este é o oposto directo á lóxica NOR. Alí, se todas as entradas son 0, a porta devolve un 1. Non importa o que, se algunha entrada é un 1, a saída é 0.

V-NAND de vangarda

Ata agora, esta tecnoloxía está na súa 8ª xeración. A partir de novembro de 2022, a versión de máis alto rendemento do flash NAND vertical é a célula V-NAND de triplo nivel de 1 terabit de Samsung. Presenta a maior densidade de bits e a maior capacidade de almacenamento de calquera V-NAND ata a data. Como resultado directo da implementación desta nova xeración de celas de memoria Flash, a próxima xeración de sistemas de servidor ( o seu uso principal ) terá acceso a máis almacenamento cunha pegada máis pequena.

Aumentar capas adicionais na parte superior da capa singular que se atopa na NAND 2D aumenta naturalmente a capacidade e o rendemento. Asumindo que unha determinada área en NAND 2D ten cen células de memoria. V-NAND podería, por exemplo, almacenar trescentas no mesmo espazo apilando tres capas unha encima da outra. No entanto, o V-NAND moderno usa centos de capas, o que aumenta significativamente a capacidade de almacenamento. Por suposto, aínda hai limitacións, pero 3D NAND demostrou ser unha alternativa viable á versión 2D máis antiga. Coa excepción da versión Tb mencionada anteriormente, a maioría dos chips V-NAND de uso comercial teñen actualmente 256 Gb ou 512 Gb. A tecnoloxía en si aínda é relativamente nova, despois de todo.

Conclusión

V-NAND é unha tecnoloxía específica de memoria flash. Implica apilar varias matrices de memoria NAND verticalmente unha sobre outra, coa conectividade adecuada entre capas. Permite que a capacidade de memoria flash se multiplique mantendo a mesma pegada sen facer melloras dramáticas no nodo. Apilar troqueles uns encima dos outros aumenta a altura do chip flash. Cada dado, con todo, é o suficientemente delgado que a altura total aínda é insignificante, mesmo con centos de capas.

Este aumento significativo na densidade de almacenamento é excelente para a capacidade de almacenamento. Non obstante, para os hiperescalares en particular, o aumento da densidade ofrece beneficios específicos. Reducir o número de racks de servidores necesarios ao tempo que aumenta a capacidade de almacenamento axuda a reducir o consumo de enerxía global. A vantaxe de capacidade de V-NAND sobre a memoria NAND normal levou a que NAND fose totalmente substituída.