Vad är 3D NAND Flash?

NAND-flashminne är tekniken som används för att lagra data i alla flashminnesprodukter, såsom SSD-enheter. Många moderna NAND-blixtprodukter annonseras som 3D NAND-blixt eller V-NAND. Den här typen av minne staplar minnescellerna vertikalt i flash-chippet, men vad betyder det och varför är det bättre?

Tips: 3D NAND-blixt är ett annat koncept än MLC, TLC och QLC. 3D NAND hänvisar till strukturen för fysisk stapling av minnesceller vertikalt och horisontellt. MLC, eller Multi-Level cell, tillsammans med Trippel- och Quad-Level celler hänvisar till antalet databitar som en enskild cell kan lagra vilket ökar antalet distinkta energinivåer.

Vad är NAND-blixt?

NAND-flash är en typ av flashminne baserat på den logiska NAND-grinden. En NAND-grind är bara falsk om alla dess indata är sanna, med NAND som står för "Not AND".

Flash-minne är byggt på en relativt enkel princip. Det finns två strömkablar, en källa och ett avlopp. Mellan dem finns en flytande grind och en kontrollgrind, alla placerade på ett substrat av kisel. NAND flash länkar ihop ett antal celler efter varandra i serie men följer samma princip. För att ställa in NAND-cellen till en binär 1, appliceras en elektrisk ström till den flytande grinden där den fångas av kiseloxidisoleringen. För att ladda ur cellen görs mer förändring tills den når en tröskel där den kan hoppa till avloppet.

En NAND-cell läses genom att en elektrisk laddning appliceras på styrgrinden. Närvaron av en elektrisk laddning i den flytande grinden ökar mängden spänning som måste appliceras på styrgrinden för att den ska leda. Om endast en liten mängd spänning krävs för att leda elektricitet genom kontrollgrinden är minnesvärdet 0, om mer spänning krävs är minnesvärdet 1.

Ökar minneskapaciteten

Historiskt har flashminnets kapacitet ökat genom att utveckla nya sätt att krympa storleken på komponenter och placera dem närmare varandra. Detta gör att du i princip kan packa flashceller närmare varandra. Tyvärr finns det en gräns för hur små dessa minnesceller kan göras innan den elektriska laddningen som används för att driva dem kan hoppa från en cell till en annan och göra det hela värdelöst.

För att komma runt detta ändrades formen på kiselsubstratet som minnescellerna placeras på. Genom att göra substratet till cylindriska former, som var och en kan ha flera minnesceller, och sedan placera dessa cylindrar vertikalt bredvid varandra, kan ytan för minnesceller ökas kraftigt. Med en ökad yta kan fler minnesceller placeras i samma volym vilket möjliggör avsevärt ökad minneskapacitet för ett NAND-flashchip av samma storlek.

Varför är 3D NAND bättre?

3D NAND har inte bara en högre minnestäthet, utan produktionsmetoden som krävs för att skapa strukturen är faktiskt lättare att skapa än med den traditionella NAND-layouten. Det gör att 3D NAND har både en större kapacitet och en reducerad kostnad.

Utöver detta är 3D NAND-minnet också dubbelt så snabbt vid både läs- och skrivhastigheter än traditionell NAND-blixt. Den har också upp till tio gånger så lång livslängd och förbrukar ungefär hälften av ström.