Теги → bics
Быстрый переход

Toshiba открывает эру QLC NAND и анонсирует 96-слойную флеш-память

Несколько часов тому назад компания Western Digital анонсировала готовность дизайна фирменной 96-слойной BiCS4 3D NAND-памяти, который она разрабатывала в рамках сотрудничества с Toshiba. Естественно, аналогичный анонс должна была сделать и японская компания, ведь совместное предприятие Flash Forward, в котором пока ещё состоят Western Digital и Toshiba, предполагает не только одинаковый доступ к производственным мощностям, но и равноправное участие в разработках. Однако Toshiba решила заострить внимание на другой части проделанной работы и объявила о том, что она первой создала устройство BiCS-флеш, способное хранить по 4 бита в одной ячейке.

Иными словами, этим анонсом Toshiba решила открыть эру массовой QLC NAND — флеш-памяти, которая предлагает на треть большую плотность хранения данных по сравнению с TLC NAND за счёт способности различать не восемь, а шестнадцать различных величин заряда в каждой ячейке. Для этого разработчикам пришлось внести кардинальные изменения в применяемую электронную обвязку флеш-памяти, но судя по всему, никаких особых проблем с этим не возникло.

Созданные устройства QLC NAND основываются на фирменной 64-слойной BiCS3 3D NAND и позволяют создавать полупроводниковые ядра с ёмкостью до 768 Гбит (96 Гбайт). Как сообщает Toshiba, несмотря на неминуемое снижение надёжности, основанные на 3D QLC NAND микросхемы вполне могут применяться в твердотельных накопителях для потребительского и серверного сегмента, а также в картах памяти. Более того, пару недель назад компания уже успела разослать образцы своей новой продукции разработчикам контроллеров SSD и ведущим производителям твердотельных накопителей из числа партнёров. Поэтому в скором времени SSD на базе 3D QLC NAND вполне могут стать реальностью.

Попутно Toshiba сообщила о том, что она обладает технологий, позволяющей штабелировать полупроводниковые кристаллы 3D QLC NAND в одной микросхеме в количестве до 16 штук. Таким образом, при необходимости компания имеет возможность выпускать чипы флеш-памяти с суммарной ёмкостью до 1,5 Тбайт, что является рекордом для отрасли.

Что же касается перспективной 96-слойной памяти BiCS4 3D NAND, то она тоже анонсирована Toshiba, но пока исключительно в виде первых прототипов в варианте TLC и с ёмкостью кристаллов 256 Гбит. Как и в случае Western Digital, первые образцы такой памяти должны будут стать доступны для партнёров во второй половине года, а начало массового производства намечено на 2018-й. При этом Toshiba не отрицает возможность применения QLC-ячеек и в BiCS4-памяти, однако конкретная информация об этом появится позднее.

Как ожидается, технические подробности о QLC BiCS3 3D NAND и TLC BiCS4 3D NAND авторства Toshiba будут обнародованы в рамках конференции Flash Memory Summit, которая пройдёт с 7 по 10 августа в Санта-Кларе.

Western Digital раньше всех анонсировала 96-слойную 3D NAND

Компания Western Digital анонсировала завершение разработки очередного поколения фирменной трёхмерной флеш-памяти (3D NAND), BiCS4, которая характеризуется использованием 96 слоёв транзисторов с ловушкой заряда, расположенных по вертикальной оси. Поставки опытных образцов новой флеш-памяти партнёрам компании начнутся во второй половине текущего года, а запуск массового производства запланирован на 2018 год. Как и другие варианты BiCS-памяти, новая BiCS4 3D NAND создана Western Digital в сотрудничестве с Toshiba. Первые разработанные устройства имеют ёмкость 256 Гбит, но в дальнейшем компании планируют расширить ассортимент BiCS4 в том числе и на более высокие объёмы, вплоть до выпуска терабитного полупроводникового кристалла.

То, что Western Digital удалось собрать NAND-устройство с числом слоёв, достигающим 96, первой в отрасли, позволяет представителям компании заявлять о занятии ей лидирующих технологических позиций на рынке 3D NAND. Напомним, 64-слойная 3D NAND в настоящее время серийно выпускается всеми основными производителями флеш-памяти: Samsung, Intel, Micron, Toshiba и самой Western Digital, а компания SK Hynix готовится во второй половине года начать массовый выпуск 3D NAND с 72 слоями. Перевод же серийно выпускаемой флеш-памяти на 96- или 128-слойный дизайн запланирован всеми производителями на 2018 год, но Western Digital удалось первой объявить о готовности соответствующей технологии. Тем не менее, это отнюдь не означает, что у компании получится опередить конкурентов в сроках старта массового производства трёхмерной флеш-памяти с увеличенной плотностью хранения данных.

Впрочем, в перспективной технологии Western Digital есть и ещё одна интересная деталь. Как сказал доктор Сива Сиварам (Dr. Siva Sivaram), исполнительный вице-президент Western Digital по технологиям памяти: «BiCS4 будет доступна в двух вариантах архитектуры с 3 и 4 битами на ячейку. Сочетание наших технологических и производственных инноваций позволит предоставить наивысшие показатели вместимости для 3D NAND одновременно с высокой производительностью и надёжностью при цене, которая будет привлекательна для наших партнёров». А это значит, что в BiCS4 3D NAND компания Western Digital планирует наращивать плотность хранения данных не только технологически — за счёт увеличения числа слоёв флеш-памяти, но и логически — путём увеличения числа бит информации, хранимых в одной ячейке. Таким образом, следующий год вполне может ознаменоваться появлением реальных потребительских устройств, в которых наряду с 3D TLC NAND начнёт применяться и 3D QLC NAND, хранящая по 4 бита информации в одной ячейке.

Попутно с анонсом 96-слойной BiCS4-памяти Western Digital обозначила и свои намерения относительно текущей технологии BICS3, в рамках которой сейчас серийно выпускается 64-слойная 3D NAND. Компания ожидает, что по итогам года доля такой памяти в её поставках превзойдёт отметку в 75 %. Кроме того, планируется, что суммарные объёмы выпуска 3D NAND альянсом Western Digital и Toshiba превзойдут показатели Samsung, что позволит совместному предприятию Flash Forward стать крупнейшим производителем трёхмерной флеш-памяти.

Computex 2017: Plextor представила M9Pe - новый флагманский NVMe SSD

В рамках выставки Computex 2017 компания Plextor провела сегодня презентацию, на которой познакомила общественность со своим перспективным флагманским NVMe-накопителем M9Pe, который должен будет сменить на своём посту модель M8Pe и установить новые стандарты производительности.

Накопитель получит интерфейс PCI Express 3.0 x4 и будет использовать новую аппаратную платформу: усовершенствованную версию контроллера Marvell 88SS1093 и трёхмерную флеш-память компании Toshiba с трёхбитовыми ячейками – 64-слойную BiCS3 3D TLC NAND. Иными словами, этот накопитель будет похож на недавно анонсированную модель Toshiba XG5 с той лишь разницей, что вариант Plextor будет направлен на розничный рынок и получит особенности, которые могут заинтересовать энтузиастов. В их числе – три варианта исполнения: в виде карты расширения PCI Express и в формате M.2 2280 с предустановленным радиатором и без него. Причём, версия для слота PCI Express будет иметь популярную нынче светодиодную RGB-подсветку.

Как ожидается, модельный ряд Plextor M9Pe будет состоять из SSD с объёмом 256, 512 и 1024 Гбайт. Максимальную производительность будут обеспечивать две старшие версии. Они обещают скорости последовательного чтения и записи на уровне 3,1 и 1,8 Гбайт/с соответственно, а показатели производительности при случайных операциях будут достигать 400 тыс. и 300 тыс. IOPS. Младшая же версия ограничится вдвое более низкими показателями быстродействия произвольного чтения и записи, а также последовательными скоростями на уровне 2,2 и 0,6 Гбайт/с соответственно. Это означает, что Plextor M9Pe сможет обеспечить примерно 25-процентный прирост скоростных показателей по сравнению с текущим флагманом компании, M8Pe.

Информации о цене и сроках начала поставок M9Pe производитель не сообщил. Однако стоит отметить, что накопители на базе 64-слойной BiCS3 3D TLC NAND других фирм, в частности самой Toshiba или Western Digital, должны появиться на прилавках магазинов во второй половине лета.

Контроллеры Phison получили сертификацию Toshiba BiCS3

Планарная флеш-память потихоньку уступает место многослойным чипам MLC и TLC, поскольку те позволяют нарастить объём без существенного повышения себестоимости готового устройства и к тому же имеют повышенную надёжность за счёт использования 3D-структур. Компания Phison объявила о том, что её контроллеры PS3110-S10 и PS3110-S11 готовы для совместной работы с 64-слойными чипами BiCS 3D NAND, разработанными Toshiba.

Прототип устройства с новыми чипами памяти Toshiba

Прототип устройства с новыми чипами памяти Toshiba

В пресс-релизе говорится о том, что вышеупомянутые контроллеры прошли сертификацию Toshiba и способны полноценно работать с новыми 64-слойными микросхемами BiCS3. Об их разработке было объявлено ещё в июле 2016, но массовое производство новых чипов намечается на первую половину этого года, а значит, мы скоро увидим соответствующие модели SSD.

Чипы Toshiba BiCS3 выпускаются с применением 15-нм техпроцесса и могут хранить три бита в ячейке, то есть, являются вариацией на тему 3D TLC. Пионером в применении данного типа памяти является Samsung, разработавшая свою версию под названием TLC 3D V-NAND и использовавшая её в популярной серии накопителей 850 EVO.

Структура и особенности чипов BiCS 3D NAND

Структура и особенности чипов BiCS 3D NAND

Как показывают испытания и практика в целом, 3D TLC имеет некоторые недостатки, унаследованные от прародителя — в частности, относительно медленную скорость записи, что вынуждает разработчиков SSD использовать SLC-кеширование. Однако в отличие от планарной TLC, у трёхмерной памяти этого же типа с надёжностью всё в порядке. Так, накопитель Samsung 850 EVO, базирующийся на 48-слойной памяти TLC V-NAND, всё ещё продолжает функционировать, хотя на него уже было записано свыше двух петабайт данных. Такой ресурс заявляется даже не для всех серверных флеш-накопителей, не говоря уж о скромном потребительском SSD. Как только в наших руках окажется накопитель на базе новой 64-слойной памяти Toshiba, мы постараемся включить его в список испытуемых.

Toshiba начинает поставки 512-Гбит 3D NAND-чипов и анонсирует 1-Тбайт BGA SSD

Корпорация Toshiba объявила о доступности образцов своих микросхем типа BiCS 3D NAND с 64 слоями и ёмкостью 512 Гбит. Данные устройства были разработаны совместно с Western Digital и обе компании намереваются начать их коммерческие поставки во второй половине этого года. Однокристальные твердотельные накопители (solid-state drives, SSDs) Toshiba в форм-факторе BGA ёмкостью 1 Тбайт станут одними из первых продуктов на базе новых чипов 3D NAND.

Микросхемы NAND флеш памяти производства Toshiba

Микросхемы NAND флеш-памяти производства Toshiba

Новые устройства флеш-памяти типа BiCS 3D NAND с 64 слоями и ёмкостью 512 Гбит используют трёхбитовые ячейки (triple level cell, TLC), что неудивительно, так как все производители энергонезависимой памяти в настоящее время сосредоточились на развитии именно этого типа NAND для выходящих вскоре SSD. Новые 64-слойные микросхемы памяти были подробно описаны Toshiba и Western Digital на конференции ISSCC для разработчиков ранее в этом месяце, однако компании не раскрыли каких-либо технических особенностей данных чипов публично (скорость интерфейса, количество плейнов и т. д.). Судя по всему, разработчики это сделают ближе к моменту официального начала поставок.

Производственный комплекс Toshiba

Производственный комплекс Toshiba

Стоит упомянуть, что сами по себе 64-слойные микросхемы 3D TLC BiCS NAND не являются прорывом для 2017 года. Western Digital поставляет 64-слойные 3D NAND устройства в составе коммерческих устройств (для разного рода карт памяти и USB-флешек) начиная с ноября или декабря прошлого года. Однако те микросхемы имеют ёмкость 256 Гбит и массово производятся как Toshiba, так и Western Digital на совместно используемой фабрике в Японии. Новые же микросхемы способны хранить 512 Гбит (64 Гбайт) данных и являются одними из самых ёмких чипов NAND флеш-памяти на сегодняшний день.

Toshiba и Western Digital говорят, что массовое производство 64-слойных устройств BiCS 3D NAND флеш-памяти ёмкостью 512 Гбит начнется во второй половине 2017 года. Обе компании заявили, что новые микросхемы будут использованы для самых разных накопителей, в том числе тех, что продаются в рознице, используются в мобильных устройствах и применяются в центрах обработки данных. Последнее указывает на то, что эти устройства будут использоваться не только для съёмных накопителей и смартфонов/планшетов, но и для высокопроизводительных SSD корпоративного класса.

SSD в форм-факторе BGA производства Toshiba

SSD в форм-факторе BGA производства Toshiba

Одними из первых SSD, которые получат новые 64-слойные микросхемы BiCS 3D NAND ёмкостью 512 Гбит, станут однокристальные накопители Toshiba серии BG, которые будут доступны как виде микросхем в форм-факторе BGA, так и в виде миниатюрных модулей M.2. Использование 16 новых чипов позволит данным SSD увеличить свою ёмкость вплоть до 1 Тбайт. Подобные твердотельные накопители применяются в различных мобильных и сверхкомпактных ПК, позволяя им как уменьшить размеры, так и увеличить время работы от одного заряда батареи (вследствие того, что ёмкость последней можно увеличить благодаря освободившемуся пространству). Образцы нового поколения SSD в форм-факторе BGA будут доступны в апреле, в то время как их массовое производство начнётся во второй половине 2017 года.

Новый завод Toshiba по производству 3D NAND начнёт работу летом 2018 года

В марте текущего года стало известно, что Toshiba планирует построить ещё один завод по выпуску передовой многослойной флеш-памяти 3D NAND, которую в компании называют памятью BiCS Flash (Bit Cost Scalable). На днях в компании определились со сроками начала строительства нового завода. Сообщается, что возведение цехов стартует в феврале 2017 года.

Производственный комплекс Toshiba в Йоккаити (Toshiba)

Производственный комплекс Toshiba в Йоккаити (Toshiba)

Строительство цехов и ввод производственных линий в эксплуатацию будут вестись в два этапа, чтобы было легче подстраиваться к постоянно меняющимся рыночным условиям. Завершение первого этапа по вводу нового предприятия в строй ожидается летом 2018 года. Объёмы финансирования первой очереди линий, производственные мощности и внедряемые техпроцессы будут определены позднее, также с учётом рыночной ситуации на момент закупки производственного оборудования. Ожидается, что это произойдёт во втором или в третьем квартале 2017 года.

Устройство и преимущества BiCS 3D NAND (Е)

Устройство и преимущества BiCS 3D NAND (Toshiba)

Строительство завода стартует на землях производственного комплекса Toshiba в Йоккаити (юго-восток Японии). В Toshiba рассчитывают, что новый владелец компании SanDisk — компания Western Digital — как новый производственный партнёр тоже примет участие в финансировании строительства завода. В дальнейшем в соответствии с вложениями будет распределяться готовая продукция — передовая многослойная флеш-память. Кроме того, рядом с новым комплексом будет возведён центр по исследованиям и разработкам в области энергонезависимой памяти. Тем самым исследования и производство будут сосредоточены в одном месте, что положительно скажется на проведении всего комплекса работ — от проекта до выпуска готовых изделий.

По словам Toshiba, на новом предприятии будет введена автоматизированная система контроля над производством на базе искусственного интеллекта, что повысит производительность труда. Здания будут конструктивно защищены от толчков во время землетрясений. Освещение на предприятии будет только светодиодное, как и будет реализован ряд энергосберегающих проектов, включая использование менее энергоёмкого производственного оборудования.

Western Digital: 3D NAND не будет использоваться для SSD в ближайшее время

Корпорация Western Digital раскрыла некоторые подробности о своих планах касательно использования и производства трёхмерной NAND флеш-памяти (3D NAND) на базе архитектуры BiCS (Bit Cost Scalable) в ближайшее время. К концу следующего года существенная часть памяти, производимой компанией, будет трёхмерной, что говорит о довольно быстрых темпах перехода на 3D NAND. Тем не менее, Western Digital не собирается использовать подобную память для изготовления собственных твердотельных накопителей (solid-state drives, SSDs) в ближайшие кварталы.

«Мы начали отгрузку опытных образцов 64-слойной 3D NAND нашим OEM-партнёрам и начнём массовые поставки съёмных накопителей на базе этой памяти в текущем квартале», — сказал Майкл Кордэно (Michael Cordano), президент и директор по производству в Western Digital, в ходе телеконференции с инвесторами и финансовыми аналитиками. «Как и планировалось, мы начнём значительное увеличение выпуска 64-слойной памяти 3D NAND в первой половине 2017 года. Наша 48-слойная память с трёхбитовой ячейкой уже используется в накопителях для мобильных устройств и съёмных накопителях».

Твердотельный накопитель WD Blue

Твердотельный накопитель WD Blue

Как видно, Western Digital придерживается осторожного подхода к применению 3D NAND и в ближайшее время планирует использовать данный тип памяти только для разного рода съёмных накопителей (SD-карт, USB-флешек и других), а также для устройств хранения данных для смартфонов или планшетов. Судя по всему, в ближайшее время мы не увидим SSD на базе трёхмерной NAND флеш-памяти под торговыми марками Western Digital или SanDisk. Примечательно, что корпорация Toshiba, партнёр Western Digital в области производства NAND, также не анонсировала ни одного SSD на основе 3D NAND (кроме довольно экзотического SSD в корпусе BGA), а её близкий партнёр, компания Lite-On Technology (SSD под маркой Plextor), не демонстрировала своих накопителей на базе 3D NAND производства Toshiba.

Таким образом, можно предположить, что высокопроизводительных SSD на основе 3D NAND разработки Toshiba или Western Digital мы не увидим как минимум до весны, а то и до лета следующего года. Одной из причин такой ситуации может быть то, что Toshiba и Western Digital рассматривали 32-слойную и 48-слойную 3D NAND как инструменты для совершенствования производства трёхмерной памяти. Как следствие, подобные микросхемы используются для карточек и USB-флешек, требования к которым значительно ниже, чем к SSD. По всей видимости, лишь 64-слойная память 3D NAND разработки Toshiba или Western Digital будет применяться в коммерческих твердотельных накопителях. При этом массово такая память появится лишь в первой половине следующего года.

Твердотельный накопитель WD Green

Твердотельный накопитель WD Green

Судя по всему, в ближайшие пару кварталов компания Western Digital будет полагаться на 2D NAND, производимую по технологическому процессу 15 нм, как на основной тип памяти для своих передовых SSD. При этом хорошая новость заключается в том, что компании удалось увеличить выход годных и снизить себестоимость подобных микросхем.

«Мы продолжаем поставлять продукты на базе 15-нм 2D NAND, которая достигает новых результатов в области выхода годных и уменьшения себестоимости», — отметил господин Кордэно.

Схематическое изображение BiCS 3D NAND

Схематическое изображение BiCS 3D NAND

Что касается 3D NAND, то к концу следующего года более 40 % подложек NAND производства Western Digital будут нести память с трёхмерной архитектурой BiCS. По словам руководства Western Digital, большая часть этой памяти будет 64-слойной.

Samsung Electronics, которая начала массовое производств 3D NAND в середине 2013 года, стала применять данный тип памяти сразу для многих видов своей продукции, включая карточки и твердотельные накопители. Хотя некоторые конкуренты и аналитики утверждали, что 3D NAND не приносила прибыли Samsung долгое время после начала изготовления, её использование дало возможность компании упрочить свои позиции на рынке SSD. Дело в том, что 3D NAND обеспечивает большую выносливость и производительность, чем обычная 2D NAND, произведённая с использованием тонких планарных технологических процессов (19 нм, 16 нм, 15 нм и других). Как следствие, твердотельные накопители Samsung снискали должную популярность как среди производителей ПК, так и среди конечных пользователей. При этом продажа готовых изделий по определению имеет большую норму прибыльности, чем продажа только памяти.

Альянс Toshiba и Western Digital преуспел в создании 64-слойной памяти BiCS 3D NAND

Ещё год назад мы сообщали, что компании Toshiba и SanDisk ведут активные исследовательские работы по созданию недорогой многослойной флеш-памяти под названием BiCS (bit cost scalable) 3D NAND и планируют начать её производство в 2016 году. Ныне SanDisk принадлежит одному из крупнейших производителей различных устройств хранения данных, корпорации Western Digital, и является её подразделением, но ранее заключённый альянс сохранил силу, и на днях компании объявили об успешном создании первых в мире 64-слойных чипов флеш-памяти BiCS 3D NAND, способных хранить по три бита в каждой ячейке.

Первые чипы BiCS 3D NAND уже существуют в кремнии

Первые чипы BiCS 3D NAND уже существуют в кремнии

Первые небольшие по объёмам поставки новых микросхем начнутся уже в конце этого года, а в полную силу производство должно развернуться в первой половине следующего, 2017 года. В настоящее время ведётся монтаж производственных линий. В сравнении с традиционной на сегодня 48-слойной флеш-памятью, выпускаемой Samsung, BiCS 3D NAND может предложить в 1,4 раза более плотную упаковку данных. Это позволит создать либо более ёмкие чипы в аналогичном форм-факторе, либо чипы более компактных размеров при неизменной ёмкости. К тому же BiCS 3D NAND имеет меньшую себестоимость производства, а значит, и цена конечных продуктов на базе этой памяти будет ниже. С надёжностью же у этой технологии дела обстоят отлично, как и у других версий 3D NAND.

Устройство и преимущества BiCS 3D NAND

Устройство и преимущества BiCS 3D NAND

Первыми ласточками станут чипы BiCS 3D NAND ёмкостью 256 Гбит, что в пересчёте на более привычные пользователю единицы составляет 32 Гбайт. Иными словами, небольшой флеш-накопитель на базе новой технологии Toshiba и WD будет состоять всего из двух чипов: контроллера и собственно микросхемы BiCS 3D NAND. Именно эта ёмкость пока является основной в планах альянса на 2017 год, но в будущем партнёры по бизнесу рассматривают возможность вывода на рынок аналогичных микросхем ёмкостью 512 Гбит (64 Гбайт). Как видим, предприятие, затеянное SanDisk и Toshiba, увенчалось полным успехом. План был даже перевыполнен: первоначально технология BiCS NAND была 48-слойной. Ждём появления первых устройств на базе новой многослойной памяти.

Toshiba и SanDisk приступили к установке линий для выпуска памяти 3D NAND

Компании Toshiba и SanDisk остаются единственными производителями энергонезависимой памяти, которые пока не приступили к массовому производству многослойной памяти типа 3D NAND. В отличие от них, например, компания Samsung выпускает уже третье поколение памяти 3D NAND (3D V-NAND). Компании Intel и Micron понемногу наращивают выпуск 3D NAND с начала текущего года и собираются в четвёртом квартале начать массовое производство 256-Гбит и 384-Гбит памяти 3D NAND MLC и TLC. Компания SK Hynix начала выпускать 3D NAND в заметных объёмах в третьем квартале этого года. Одни только Toshiba и SanDisk живут прошлым. Точнее — жили.

Год назад Toshiba и SanDisk приступили к перестройке одного из своих старых заводов в Йоккаичи — Fab 2. Старые здания в массе были снесены, а на их месте возведены новые корпуса, для которых партнёры уже закупили новое производственное оборудование. На днях на заводе Fab 2 специалисты компании приступили к монтажу линий по выпуску энергонезависимой памяти 3D NAND. В финансировании мероприятия компании Toshiba и SanDisk принимают совместное участие. Правда, о распределении долей не сообщается, как и нет до сих пор чётких производственных планов. Сообщается, что потребность в 3D NAND, а в определении Toshiba — это память BiCS FLASH или флеш-память с недорогим хранением данных, будет определяться конкретными рыночными условиями на момент сдачи производства в эксплуатацию.

К выпуску флеш-памяти 3D NAND завод Fab 2 приступит в первом квартале календарного 2016 года. В настоящее время у компании Toshiba есть на руках прототипы памяти 3D NAND в виде 128-Гбит и 256-Гбит 48-слойных микросхем на базе двухбитовых и трёхбитовых ячеек MLC и TLC. Вероятно, массовое производство памяти 3D NAND на заводе Fab 2 начнётся с этих образцов.

Toshiba обещает SSD ёмкостью 128 Тбайт в 2018 году

Ёмкость современных твердотельных накопителей в последнее время активно растёт и уже превысила ёмкость коммерчески доступных HDD. Благо новые типы NAND позволяют наращивать объёмы одновременно со снижением стоимости. Так, корпорация Toshiba не без оснований считает, что уже через три года SSD ёмкостью 128 терабайт будут коммерчески доступным продуктом, правда, не для всех — даже в 2018 году производственные мощности будут недостаточно велики для массового выпуска таких SSD. За это время компания планирует разработать и запустить в производство четырёхъячеечный вариант флеш-памяти — QLC (quad-level cell), а также память BiCS 3D NAND, которая обещает стать существенно дешевле теперешних микросхем NAND.

Как сообщают зарубежные источники, Toshiba совсем недавно раскрыла свои планы, в которых значатся устройства ёмкостью 128 Тбайт уже в 2018 году. Новые твердотельные накопители будут базироваться на чипах QLC или BiCS 3D NAND, правда, пока не известно, каким уровнем надёжности смогут похвастаться новые типы памяти — так, текущий вариант 3D TLC обладает неплохой выносливостью за счёт использования более грубых техпроцессов, нежели используются в производстве традиционной планарной флеш-памяти. Планарные же чипы TLC надёжностью отнюдь не отличаются и уже успели завоевать недоверие в пользовательской среде.

Для новых накопителей Toshiba разработает также и новые контроллеры. Не исключено, что новые технологии потребуют от владельцев крупных ЦОД обновления программного обеспечения, дабы воспользоваться всеми преимуществами грядущих новинок. Между тем, Toshiba уверена в том, что твердотельные накопители продолжат обгонять по объёму традиционные механические жёсткие диски, несмотря на внедрение новых технологий магнитной записи, таких как HAMR. Компания пока не называет даже ориентировочных цифр стоимости 128-терабайтного флеш-накопителя, но, по всей видимости, цена такого устройства будет заметно выше совокупной стоимости нескольких жёстких дисков, образующих тот же объём хранения данных. 

SanDisk и Toshiba закупают оборудование для производства BiCS 3D NAND

Спрос на флеш-память в мире растёт по мере того, как растёт популярность твердотельных накопителей, которые в наши дни используются буквально везде — от смартфонов до крупных ЦОД. Компании SanDisk и Toshiba активно прокладывают себе путь к началу массовых поставок памяти BiCS (bit cost scalable) 3D NAND, запланированному на 2016 год. Совсем недавно эти компании начали закупку оборудования для производства многослойных чипов NAND и собираются запустить пилотное производство уже в этом году.

Производиться новая память будет на специально построенной для этого фабрике в префектуре Миэ, Япония. Партнёры никогда не сообщали данных о возможностях нового производства, однако отмечали, что площадь «чистых комнат» будет наращиваться в несколько фаз с учётом процесса перевода производственных мощностей с 2D NAND на 3D NAND. Ожидается, что производительность новой фабрики «будет отражать рыночные тенденции». Кроме того, ряд мощностей fab 5 phase 1 и 2 будут переведены на производство 3D NAND.

Структура BiCS NAND состоит из 48 слоёв «линий слов» (word lines) в устройстве ёмкостью 128 Гбит. Каждая ячейка содержит 2 бита данных. Особенности технологии, такие как U-shaped NAND string, позволяют делать чипы BiCS NAND меньше и дешевле решений, основанных на других разновидностях 3D NAND. А по сравнению с обычной планарной флеш-памятью новые чипы обладают повышенной надёжностью и более высокой скоростью записи. Изначально BiCS NAND будет использована альянсом SanDisk и Toshiba в производстве съёмных накопителей, затем — в пользовательских SSD и встраиваемых решениях, после чего очередь дойдёт и до решений класса enterprise. Как ожидает SanDisk, к концу 2016 года доля 3D NAND на рынке флеш-памяти составит от 15 до 20 процентов. К тому же сроку около 15 % всей флеш-памяти, производимой SanDisk, будет многослойной.

Toshiba и SanDisk анонсировали 48-слойные 3D NAND-чипы

Компании Toshiba Corporation и SanDisk, которые являются партнёрами по разработке и производству флеш-памяти, одновременно анонсировали свой новейший продукт — 48-слойную микросхему 3D NAND. Предложенная память также известна под названием BiCS (bit cost scalable, то есть хорошо масштабируется при небольших затратах).

Toshiba

Toshiba

Новинка представляет собой чип ёмкостью 128 Гбит (или 16 Гбайт) с ячейками, которые могут хранить по два бита информации. BiCS использует передовой производственный процесс для получения стека из 48 слоёв, который отличается высокой надёжностью в операциях записи и стирания данных, а также характеризуется высокой скоростью в операциях записи. Новый чип нацелен на различные приложения, но в первую очередь предназначен для использования в твердотельных накопителях.

Toshiba

Toshiba

Отметим, что впервые Toshiba презентовала свою технологию 3D Flash Memory ещё 12 июня 2007 года. Предложенные чипы представляют собой уже 3D NAND второго поколения. Со дня анонса доступны ознакомительные образцы новых продуктов, тестовое производство начнётся во втором полугодии, а серийный запуск на совместно строящемся заводе Fab 2 запланирован только на 2016 год.  

Создан чип многослойной флэш-памяти емкостью 32 Гбит

Toshiba Corp. представила многослойную флэш-память с двумя битами на ячейку типа P-BiCS (Pipe-shaped Bit Cost Scalable). Компанией был создан прототип 32-Гбит чипа, состоящий из 16 слоев ячеек памяти, изготовленных по 60-нм техпроцессу, который соответствует их матричной технологии производства. Он имеет размеры 10,11 х 15,52 мм с эффективной площадью ячейки на каждый бит 0,00082 мкм2, что меньше, чем у 32-нм флэш-памяти, запускаемой в производство в 2009 году. P-BiCS является улучшенной версией BiCS, трехмерная многослойная структура модуля флэш-памяти разрабатывалась Toshiba с 2007 года. BiCS использует технологию стеков ячеек памяти в многоуровневой структуре, чередующей укладку управляющего электрода в виде пленки и промежуточного диэлектрика, а в отверстие, проходящее через все эти слои, помещается поликристаллический кремниевый канал. При этом компания изменила форму NAND-цепочек для обеспечения многоуровневого процесса и его контроля на уровне массива. В BiCS ячейки соединены в прямолинейную NAND-цепочку, а для P-BiCS была выбрана U-образная форма. Кроме того, существуют два наиболее значимых достижения в их структуре.
Создан чип многослойной флэш-памяти емкостью 32 Гбит
Первое, поскольку качество туннельно-изолирующей пленки повышено, была улучшена способность к хранению данных, реализуя многоуровневый процесс. Качество туннельно-изолирующей пленки улучшилось за счет того, что отпала необходимость ее удаления с нижней стороны сквозного отверстия. В BiCS туннельно-изолирующая пленка, формируемая на стороне сквозного отверстия, повреждается во время этого процесса, часто ухудшая запоминающие свойства. Toshiba представила метод снижения вероятности повреждения путем смены материала туннельно-изолирующей пленки с оксида кремния на нитрид кремния. Однако пока компания не может гарантировать достаточных запоминающих свойств при использовании нитрида кремния, заявляют ее представители.
Создан чип многослойной флэш-памяти емкостью 32 Гбит
Второе, поскольку свойства селекторного транзистора и линейного источника, используемых для чтения и записи данных, улучшены, рабочая характеристика на уровне массива стала более жесткой. В BiCS, которая имеет прямолинейную форму цепочки, селекторный транзистор и линейный источник расположены на нижней части цепочки. С другой стороны, в P-BiCS, чьи цепочки имеют U-образную форму, они могут быть сосредоточены в конце цепочки. Поэтому, когда цепочка формируется, температура порядка 1 тыс. °С не прикладывается к селекторному транзистору или линейному источнику. В результате запирающие свойства селекторного транзистора улучшаются, уменьшая число ошибок чтения.
Создан чип многослойной флэш-памяти емкостью 32 Гбит
В виду того, что металлические материалы могут применяться для линейного источника, скорость записи может быть выше, чем у BiCS. BiCS использует диффузионный слой, который стремится к высокому сопротивлению, как линейный источник. Когда сопротивление линейного источника высоко, колебание порогового напряжения становится значительным в этом массиве, что понижает скорость записи. Группа разработчиков P-BiCS намеревается организовать технологию серийного производства для многослойного модуля флэш-памяти в течение двух-трех лет в качестве меры по высокой интеграции флэш-модуля без использования микрообработки. И P-BiCS выглядит одним из главных кандидатов для осуществления этой цели. "Для дальнейшего снижения издержек требуется еще один прорыв, а именно, в методе укладки слоев", — говорит Хидеаки Аочи (Hideaki Aochi), ведущий специалист Отделения технологий передовых запоминающих устройств (Advanced Memory Device Technology Dept) и Центра исследований и разработки полупроводников (Center for Semiconductor Research & Development) Toshiba Corp. Например, сейчас отверстие может проходить одновременно через 8 уровней. А 16 уровней реализуются совмещением двух восьмислойных модулей. В будущем Toshiba планирует создать методику получения сразу 16 уровней и более. Материалы по теме: -NEC и Toshiba объединились с IBM для разработки 28-нм технологий;
-Германиевая электроника для 16-нм микросхем;
-Цены на NAND-память поползли вверх.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥