Kaj je 3D NAND Flash?

Flash pomnilnik NAND je tehnologija, ki se uporablja za shranjevanje podatkov v vseh izdelkih bliskovnega pomnilnika, kot so SSD diski. Številni sodobni izdelki NAND flash se oglašujejo kot 3D NAND flash ali V-NAND. Ta vrsta pomnilnika zloži pomnilniške celice navpično v flash čipu, toda kaj to pomeni in zakaj je bolje?

Nasvet: 3D NAND flash je drugačen koncept od MLC, TLC in QLC. 3D NAND se nanaša na strukturo fizičnega zlaganja pomnilniških celic navpično in vodoravno. MLC ali večnivojska celica se skupaj s trojni in štiristopenjskimi celicami nanaša na število bitov podatkov, ki jih lahko shrani posamezna celica, kar poveča število različnih energijskih ravni.

Kaj je NAND flash?

NAND flash je vrsta bliskovnega pomnilnika, ki temelji na logičnih vratih NAND. Vrata NAND so napačna le, če so vsi njeni vhodi resnični, pri čemer NAND pomeni »ne IN«.

Flash pomnilnik je zgrajen na relativno preprostem principu. Obstajata dva napajalna kabla, vir in odtok. Med njimi so plavajoča in kontrolna vrata, ki sta nameščena na podlago iz silicija. NAND flash povezuje več celic eno za drugo v seriji, vendar sledi istemu principu. Če želite celico NAND nastaviti na binarno 1, se električni tok dovede do plavajočih vrat, kjer ga ujame izolacija iz silicijevega oksida. Za izpraznitev celice se izvede več sprememb, dokler ne doseže praga, kjer lahko skoči v odtok.

Celica NAND se odčita z uporabo električnega naboja na kontrolna vrata. Prisotnost električnega naboja v plavajočih vratih poveča količino napetosti, ki jo je treba uporabiti na krmilnih vratih, da se le-ta vodijo. Če je za prevajanje električne energije skozi kontrolna vrata potrebna le majhna napetost, je pomnilniška vrednost 0, če je potrebna večja napetost, je pomnilniška vrednost 1.

Povečanje zmogljivosti pomnilnika

V preteklosti se je zmogljivost bliskovnega pomnilnika povečala z razvojem novih načinov za zmanjšanje velikosti komponent in njihovo približevanje. To vam v bistvu omogoča, da bliskovne celice zložite bližje skupaj. Na žalost obstaja omejitev, kako majhne so lahko te pomnilniške celice, preden električni naboj, ki se uporablja za njihovo delovanje, lahko skoči iz ene celice v drugo in naredi celotno stvar neuporabno.

Da bi to preprečili, je bila spremenjena oblika silikonskega substrata, na katerega so nameščene pomnilniške celice. Če substrat naredimo v valjaste oblike, od katerih ima vsaka lahko več pomnilniških celic, in nato te cilindre postavimo navpično drug poleg drugega, se lahko površina spominskih celic močno poveča. S povečano površino je mogoče v isti prostornino postaviti več pomnilniških celic, kar omogoča znatno povečano pomnilniško zmogljivost za bliskovni čip NAND enake velikosti.

Zakaj je 3D NAND boljši?

3D NAND ima ne le večjo gostoto pomnilnika, ampak je proizvodno metodo, potrebno za ustvarjanje strukture, dejansko lažje ustvariti kot s tradicionalno postavitvijo NAND. To pomeni, da ima 3D NAND večjo zmogljivost in nižje stroške.

Poleg tega je pomnilnik 3D NAND tudi dvakrat hitrejši pri hitrosti branja in zapisovanja kot tradicionalna bliskavica NAND. Ima tudi do desetkrat daljšo življenjsko dobo in porabi približno polovico energije.