Kaj je V-NAND?

V-NAND pomeni Vertical NAND in se nanaša na arhitekturo flash, ki se uporablja v flash pomnilniku. To je relativno nov koncept, ki je v komercialni proizvodnji šele od leta 2013, ko je Samsung ustvaril prvi izdelek z njim.

Navpični NAND lahko imenujemo tudi 3D NAND in vključuje pomnilniške sklade z navpično zloženimi celicami. To omogoča, da ima določena velikost čipa večjo gostoto bitov, kot bi jo sicer. To je v nasprotju z 2D NAND – tradicionalno različico, kjer se pomnilniške celice upravljajo v dvodimenzionalni matriki.

Prednosti 3D shranjevanja so precej enostavne – več prostora za shranjevanje na istem območju, podobno kot lahko visoka stavba vsebuje več pisarniškega prostora kot enonadstropna stavba na enako veliki parceli. Poleg tega zahvaljujoč zelo tankim silikonskim čipom zlaganje več plasti eno na drugo ne povzroča težav z višino.

Osnove V-NAND

Poleg strukture in 3D oblike se V-NAND ne razlikuje preveč od običajnega NAND. V svojem bistvu so logična vrata, ki delujejo z dvema ( ali včasih več ) vhodoma in enim izhodom. Več vrat NAND je razporejenih na posebne načine, da dosežejo svoj namen. NAND je bil prvotno razvit v osemdesetih letih prejšnjega stoletja in je še vedno najbolj priljubljen tip bliskovne pomnilniške celice na trgu. Njegov glavni konkurent so vrata NOR. Čeprav sta strukturirani podobno, celice NOR in NAND delujejo različno. Uporabljajo različno logiko za ustvarjanje izhodov iz vložkov, ki so jim dani. Postavitev vezja za bliskavico NOR ponuja nekaj prednosti in slabosti, kar vodi do drugih primerov uporabe.

Vhod v vrata NAND je vedno v obliki 0 ali 1 in vedno sta vsaj 2. Komercialno lahko najdete do 8 vhodov v ena vrata – vendar sta standard dva. Ta dva vhoda se preverita glede na tabelo resnic vrat in na njuni podlagi se ustvari izhod. V primeru vrat NAND je rezultat ( spet bodisi 0 ali 1 ) določen s tem, koliko vhodov je 1.

Če so vsi vhodi 1, vrnejo vrata NAND kot izhod 0. Če je eden ali več vhodov 0 s, je izhod 1, ne glede na vse. To je neposredno nasprotje logike NE. Tam, če so vsi vhodi 0, vrata vrnejo 1. Ne glede na vse, če je kateri koli vhod 1, je izhod 0.

Vrhunski V-NAND

Trenutno je ta tehnologija že v osmi generaciji. Od novembra 2022 je najbolj zmogljiva različica Vertical NAND flash Samsungova 1-terabitna tronivojska celica V-NAND. Odlikuje ga najvišja bitna gostota in največja zmogljivost shranjevanja med vsemi V-NAND doslej. Kot neposredna posledica uvedbe te najnovejše generacije pomnilniških celic Flash bo naslednja generacija strežniških sistemov ( njihova primarna uporaba ) imela dostop do več prostora za shranjevanje z manjšim odtisom.

Povečanje dodatnih slojev na vrhu edinega sloja, ki ga najdemo v 2D NAND, naravno poveča zmogljivost in zmogljivost. Ob predpostavki, da ima dano območje v 2D NAND sto pomnilniških celic. V-NAND bi lahko na primer shranil tristo v isti prostor z zlaganjem treh plasti eno na drugo. Sodobni V-NAND pa uporablja na stotine plasti, kar znatno poveča zmogljivost shranjevanja. Seveda še vedno obstajajo omejitve, vendar se je 3D NAND izkazal kot izvedljiva alternativa starejši različici 2D. Z izjemo zgoraj omenjene različice Tb ima večina čipov V-NAND v komercialni uporabi trenutno 256 Gb ali 512 Gb. Sama tehnologija je navsezadnje še relativno nova.

Zaključek

V-NAND je tehnologija, specifična za bliskovni pomnilnik. Vključuje zlaganje več matric pomnilnika NAND navpično eno na drugo z ustrezno povezljivostjo med plastmi. Omogoča pomnožitev zmogljivosti bliskovnega pomnilnika ob ohranjanju enakega odtisa brez dramatičnih izboljšav vozlišča. Zlaganje matric eno na drugo poveča višino bliskovnega čipa. Vsaka matrica pa je dovolj tanka, da je skupna višina še vedno zanemarljiva, tudi s stotinami plasti.

To znatno povečanje gostote shranjevanja je odlično za zmogljivost shranjevanja. Zlasti za hiperskalarje pa povečanje gostote ponuja posebne prednosti. Zmanjšanje števila potrebnih strežniških omaric ob povečanju zmogljivosti shranjevanja pomaga zmanjšati skupno porabo energije. Prednost zmogljivosti V-NAND v primerjavi z navadnim pomnilnikom NAND je pripeljala do tega, da je NAND popolnoma izpodrinjen.