Što je V-NAND?

V-NAND je kratica za Vertical NAND i odnosi se na flash arhitekturu koja se koristi u flash memoriji. To je relativno novi koncept koji je u komercijalnoj proizvodnji tek od 2013. kada je Samsung stvorio prvi proizvod koji ga sadrži.

Okomiti NAND također se može nazvati 3D NAND i sadrži memorijske hrpe s okomito naslaganim ćelijama. To omogućuje da određena veličina čipa ima veću gustoću bitova nego što bi inače mogla. To je u suprotnosti s 2D NAND – tradicionalnom verzijom u kojoj se memorijskim ćelijama upravlja u dvodimenzionalnoj matrici.

Prednosti 3D pohrane su prilično jednostavne – više prostora za pohranu na istom području, slično kao što visoka zgrada može sadržavati više uredskog prostora od jednokatnice na parceli iste veličine. Nadalje, zahvaljujući vrlo tankim silicijskim čipovima, slaganje više slojeva jednog na drugi ne stvara probleme s visinom.

Osnove V-NAND-a

Osim strukture i 3D oblika, V-NAND se ne razlikuje previše od običnog NAND-a. To su, u svojoj srži, logička vrata koja rade s dva ( ili ponekad više ) ulaza i jednim izlazom. Višestruka NAND vrata raspoređena su na specifične načine kako bi postigla svoju svrhu. NAND je prvobitno razvijen 1980-ih i još uvijek je najpopularnija vrsta ćelije flash memorije na tržištu. Njegov glavni konkurent su NOR vrata. Iako su slično strukturirane, NOR i NAND ćelije rade drugačije. Oni koriste različitu logiku za stvaranje izlaza iz inputa koji su im dani. Raspored sklopa za NOR flash nudi neke prednosti i nedostatke, što dovodi do drugih slučajeva upotrebe.

Ulaz u NAND vrata uvijek je ili u obliku 0 ili 1, a uvijek ih ima najmanje 2. Komercijalno možete pronaći do 8 ulaza u jedna vrata – ali dva su standard. Ova dva ulaza se provjeravaju prema tablici istinitosti vrata, a izlaz se generira na temelju njih. U slučaju NAND vrata, rezultat ( opet, ili 0 ili 1 ) je određen time koliko je ulaza 1.

Ako su svi ulazi 1, tada NAND vrata vraćaju 0 kao svoj izlaz. Ako su jedan ili više ulaza 0 s, izlaz je 1, bez obzira na sve. Ovo je izravna suprotnost NILI logici. Tamo, ako su svi ulazi 0, vrata vraćaju 1. Bez obzira na sve, ako je bilo koji ulaz 1, izlaz je 0.

Vrhunski V-NAND

Do sada je ova tehnologija u osmoj generaciji. Od studenog 2022. verzija vertikalnog NAND flasha s najboljim performansama je Samsungov V-NAND s tri razine ćelije od 1 terabita. Ima najveću gustoću bitova i najveći kapacitet pohrane od bilo kojeg V-NAND-a do danas. Kao izravan rezultat implementacije ove najnovije generacije Flash memorijskih ćelija, sljedeća generacija poslužiteljskih sustava ( njihova primarna upotreba ) imat će pristup većem broju pohrane uz manji otisak.

Povećanje dodatnih slojeva povrh jedinstvenog sloja koji se nalazi u 2D NAND prirodno povećava kapacitet i performanse. Pod pretpostavkom da određeno područje u 2D NAND ima stotinu memorijskih ćelija. V-NAND bi, primjerice, mogao pohraniti tri stotine u isti prostor slaganjem tri sloja jedan na drugi. Moderni V-NAND, međutim, koristi stotine slojeva, značajno povećavajući kapacitet pohrane. Naravno, i dalje postoje ograničenja, ali 3D NAND se pokazao kao održiva alternativa starijoj 2D verziji. S iznimkom gore spomenute Tb verzije, većina V-NAND čipova u komercijalnoj upotrebi trenutno ima 256 Gb ili 512 Gb. Sama tehnologija je ipak relativno nova.

Zaključak

V-NAND je tehnologija specifična za flash memoriju. Uključuje slaganje višestrukih matrica NAND memorije okomito jedne na druge, s odgovarajućom vezom između slojeva. Omogućuje višestruko povećanje kapaciteta flash memorije uz zadržavanje istog otiska bez dramatičnih poboljšanja čvorova. Slaganje matrica jedne na drugu povećava visinu flash čipa. Svaka je matrica, međutim, dovoljno tanka da je ukupna visina još uvijek zanemariva, čak i sa stotinama slojeva.

Ovo značajno povećanje gustoće pohrane izvrsno je za kapacitet pohrane. Međutim, posebno za hiperskalare povećanje gustoće nudi posebne prednosti. Smanjenje broja potrebnih polica za poslužitelje uz povećanje kapaciteta za pohranu pomaže smanjiti ukupnu potrošnju energije. Prednost kapaciteta V-NAND-a u odnosu na običnu NAND memoriju dovela je do toga da je NAND potpuno zamijenjen.