Kas ir V-NAND?

V-NAND apzīmē vertikālo NAND un attiecas uz zibatmiņas arhitektūru, ko izmanto zibatmiņā. Tā ir salīdzinoši nesena koncepcija, kas komerciālajā ražošanā tiek izmantota tikai kopš 2013. gada, kad Samsung izveidoja pirmo produktu, kurā tas ir iekļauts.

Vertikālo NAND var saukt arī par 3D NAND, un tajā ir atmiņas kaudzes ar vertikāli saliktām šūnām. Tas ļauj noteiktam mikroshēmas izmēram iegūt lielāku bitu blīvumu nekā citādi. Tas ir pretstatā 2D NAND — tradicionālajai versijai, kurā atmiņas šūnas tiek pārvaldītas divdimensiju matricā.

3D krātuves priekšrocības ir diezgan vienkāršas — vairāk uzglabāšanas vietas tajā pašā vietā, līdzīgi kā daudzstāvu ēkā var būt vairāk biroja telpu nekā vienstāva ēkā vienāda izmēra zemes gabalā. Turklāt, pateicoties ļoti plānām silīcija mikroshēmām, vairāku slāņu sakraušana viena virs otras nerada īpašas problēmas ar augstumu.

V-NAND pamati

Papildus struktūrai un 3D formai V-NAND pārāk neatšķiras no parastā NAND. Tās pamatā ir loģiski vārti, kas darbojas ar divām ( vai dažreiz vairākām ) ieejām un vienu izeju. Vairāki NAND vārti ir sakārtoti īpašos veidos, lai sasniegtu savu mērķi. NAND sākotnēji tika izstrādāts 1980. gados un joprojām ir tirgū populārākais zibatmiņas šūnu veids. Tās galvenais konkurents ir NOR vārti. Lai gan NOR un NAND šūnas ir strukturētas līdzīgi, tās darbojas atšķirīgi. Viņi izmanto atšķirīgu loģiku, lai izveidotu izejas no tām ievadītajām ievadēm. NOR zibspuldzes shēmas izkārtojums piedāvā dažas priekšrocības un trūkumus, kas noved pie citiem lietošanas gadījumiem.

Ievade NAND vārtos vienmēr ir 0 vai 1 formā, un vienmēr ir vismaz 2. Komerciāli vienā vārtos var atrast līdz pat 8 ievadiem, taču divi ir standarts. Šīs divas ievades tiek pārbaudītas pret vārtu patiesības tabulu, un, pamatojoties uz tām, tiek ģenerēta izvade. NAND vārtu gadījumā rezultātu ( atkal 0 vai 1 ) nosaka, cik daudz ievades ir 1.

Ja visas ievades ir 1, tad NAND vārti atgriež 0 kā savu izvadi. Ja viena vai vairākas ievades ir 0, izvade ir 1 neatkarīgi no tā. Tas ir tiešs pretstats NOR loģikai. Tur, ja visas ievades ir 0, vārti atgriež 1. Neatkarīgi no tā, ja jebkura ievade ir 1, izvade ir 0.

Jaunākā V-NAND

Šobrīd šī tehnoloģija ir 8. paaudzē. No 2022. gada novembra visaugstākās veiktspējas Vertical NAND zibspuldzes versija ir Samsung 1 terabitu trīslīmeņu šūnu V-NAND. Tam ir līdz šim lielākais bitu blīvums un lielākā atmiņas ietilpība no V-NAND. Šīs jaunākās paaudzes zibatmiņas šūnu ieviešanas tiešā veidā nākamās paaudzes serveru sistēmas ( to primārais lietojums ) varēs piekļūt lielākai krātuvei ar mazāku nospiedumu.

Papildu slāņu palielināšana virs atsevišķa slāņa, kas atrodams 2D NAND, dabiski palielina jaudu un veiktspēju. Pieņemot, ka konkrētajā apgabalā 2D NAND ir simts atmiņas šūnu. V-NAND varētu, piemēram, uzglabāt trīs simtus vienā un tajā pašā vietā, saliekot trīs slāņus vienu virs otra. Tomēr mūsdienu V-NAND izmanto simtiem slāņu, ievērojami palielinot atmiņas ietilpību. Protams, joprojām pastāv ierobežojumi, taču 3D NAND ir izrādījusies dzīvotspējīga alternatīva vecākajai 2D versijai. Izņemot iepriekš minēto Tb versiju, lielākajai daļai komerciālo V-NAND mikroshēmu pašlaik ir vai nu 256 Gb, vai 512 Gb. Galu galā pati tehnoloģija joprojām ir salīdzinoši jauna.

Secinājums

V-NAND ir zibatmiņai raksturīga tehnoloģija. Tas ietver vairāku NAND atmiņas formu sakraušanu vertikāli viena virs otras ar atbilstošu savienojumu starp slāņiem. Tas ļauj reizināt zibatmiņas ietilpību, vienlaikus saglabājot to pašu nospiedumu, neveicot būtiskus mezglu uzlabojumus. Uzliekot matricas vienu virs otras, palielinās zibspuldzes augstums. Tomēr katrs veidnis ir pietiekami plāns, lai kopējais augstums joprojām ir niecīgs, pat ja ir simtiem slāņu.

Šis ievērojamais uzglabāšanas blīvuma pieaugums ir lieliski piemērots uzglabāšanas jaudai. Tomēr īpaši hiperskalāriem blīvuma palielināšana piedāvā īpašas priekšrocības. Nepieciešamo serveru plauktu skaita samazināšana, vienlaikus palielinot krātuves ietilpību, palīdz samazināt kopējo enerģijas patēriņu. V-NAND jaudas priekšrocības salīdzinājumā ar parasto NAND atmiņu ir novedušas pie tā, ka NAND ir pilnībā aizstāts.