Hva er 3D NAND Flash?

NAND-flashminne er teknologien som brukes til å lagre data i alle flashminneprodukter, for eksempel SSD-er. Mange moderne NAND-blitsprodukter annonseres som 3D NAND-blits eller V-NAND. Denne typen minne stabler minnecellene vertikalt i flash-brikken, men hva betyr det og hvorfor er det bedre?

Tips: 3D NAND-blits er et annet konsept enn MLC, TLC og QLC. 3D NAND refererer til strukturen av fysisk stabling av minneceller vertikalt og horisontalt. MLC, eller Multi-Level cell, sammen med Trippel- og Quad-Level-celler refererer til antall biter med data som en enkelt celle kan lagre, noe som øker antallet distinkte energinivåer.

Hva er NAND flash?

NAND-flash er en type flashminne basert på den logiske NAND-porten. En NAND-port er bare falsk hvis alle inngangene er sanne, med NAND som står for "Ikke OG".

Flash-minne er bygget på et relativt enkelt prinsipp. Det er to strømkabler, en kilde og et avløp. Mellom dem er en flytende port og en kontrollport, alle plassert på et underlag av silisium. NAND flash kobler en rekke celler sammen etter hverandre i serie, men følger samme prinsipp. For å sette NAND-cellen til en binær 1, tilføres en elektrisk strøm til den flytende porten der den er fanget av silisiumoksidisolasjonen. For å tømme cellen påføres mer forandring, til den når en terskel hvor den kan hoppe til avløpet.

En NAND-celle leses ved å påføre en elektrisk ladning på kontrollporten. Tilstedeværelsen av en elektrisk ladning i den flytende porten øker mengden spenning som må påføres kontrollporten for å få den til å lede. Hvis bare en liten mengde spenning er nødvendig for å lede elektrisitet gjennom kontrollporten, er minneverdien 0, hvis mer spenning kreves, er minneverdien 1.

Økende minnekapasitet

Historisk har kapasiteten til flash-minne blitt økt ved å utvikle nye måter å krympe størrelsen på komponenter og plassere dem nærmere hverandre. Dette lar deg i hovedsak pakke flashceller tettere sammen. Dessverre er det en grense for hvor små disse minnecellene kan lages før den elektriske ladningen som brukes til å betjene dem er i stand til å hoppe fra en celle til en annen og gjøre det hele ubrukelig.

For å komme rundt dette ble formen på silisiumsubstratet som minnecellene er plassert på endret. Ved å lage substratet til sylindriske former, som hver kan ha flere minneceller, og deretter plassere disse sylindrene vertikalt ved siden av hverandre, kan overflatearealet for minneceller økes massivt. Med et økt overflateareal kan flere minneceller plasseres i samme volum, noe som gir betydelig økt minnekapasitet for en NAND-flashbrikke av samme størrelse.

Hvorfor er 3D NAND bedre?

3D NAND har ikke bare høyere minnetetthet, men produksjonsmetoden som kreves for å lage strukturen er faktisk enklere å lage enn med den tradisjonelle NAND-layouten. Dette betyr at 3D NAND har både større kapasitet og redusert kostnad.

På toppen av dette er 3D NAND-minnet også dobbelt så raskt ved både lese- og skrivehastigheter enn tradisjonell NAND-blits. Den har også opptil ti ganger lang levetid og bruker omtrent halvparten strøm.