Согласно последнему отчёту аналитической компании TrendForce, глобальная выручка от продаж компьютерной памяти DRAM и NAND в 2024 году вырастут на 75 % и 77 % соответственно. Этот рост будет обусловлен несколькими факторами, включая увеличение спроса и популярности высокопроизводительной памяти HBM.

Источник изображения: Micron

Кроме того, ожидается, что продажи в этих сферах будут продолжать расти и в 2025 году. При этом DRAM вырастет на 51 %, а NAND — на 29 %, достигнув рекордных показателей. Рост будут стимулировать увеличение капитальных расходов и повышенный спрос на первичные сырьевые материалы для Upstream-производства, такие как кремниевые пластины и химические вещества, одновременно увеличив ценовое давление на покупателей памяти.

По оценкам TrendForce, благодаря увеличению средних цен на DRAM на 53 % в 2024 году выручка от продаж DRAM достигнет 90,7 млрд долларов США в 2024 году, что на 75 % больше по сравнению с предыдущим годом. В следующем году средняя цена вырастет ещё на 35 %, а выручка достинет 136,5 млрд долларов США, что на 51 % больше по сравнению с 2024 годом. Ожидается также, что в 2024 году на долю HBM придётся 5 % от общего объёма поставок DRAM и 20 % от выручки.

Источник изображения: TrendForce

Кроме того, популярность таких типов памяти, как DDR5 и LPDDR5/5X, также будет способствовать увеличению средней цены на рынке. Ожидается, что к 2025 году доля DDR5 на рынке серверной памяти достигнет 60-65 %, а LPDDR5/5X займёт 60 % рынка мобильных устройств.

В сегменте флеш-памяти NAND рост будет стимулироваться внедрением 3D QLC — технологии, которая позволяет хранить больше данных на одном чипе. По прогнозам, в 2024 году на долю QLC будет приходиться 20 % от общего объёма поставок NAND, а в 2025 году этот показатель должен увеличится. При этом внедрение QLC на смартфонах и серверах станет ключевым фактором роста этого сегмента.

Источник изображения: TrendForce

Ситуация повлияет и на рынок, и на потребителей. Рекордная выручка позволит производителям памяти увеличить инвестиции в исследования и разработки, а также расширить производство. Прогнозируется рост капитальных затрат в индустрии DRAM и NAND на 25 % и 10 % соответственно в 2025 году.

Однако рост цен на память неизбежно приведёт к удорожанию электроники для конечных потребителей. При этом производителям электроники будет сложно переложить все расходы на покупателей, что может привести к снижению прибыли и, не исключено, что к снижению спроса.

Kioxia объявила о начале поставок образцов чипов памяти 3D QLC NAND, построенных на 2-терабитных кристаллах BiCS 8-го поколения. Производитель уверяет, что эти кристаллы предлагают самую высокую ёмкость в отрасли, способствуя росту в различных прикладных сегментах, включая ИИ.

Источник изображения: kioxia.com

Технология BiCS, так в Kioxia называют чипы 3D NAND, помогла Kioxia добиться вертикального и горизонтального масштабирования кристаллов памяти, подчеркнул производитель. Также в новинках использовано решение CBA (CMOS direct Bonded to Array), которое помогло поднять скорость интерфейса до 3,6 Гбит/с.

Представленные микросхемы на 2-Тбит кристаллах с четырёхбитовыми ячейками (QLC) предлагает плотность хранения информации в 2,3 раза выше, а эффективность записи — на 70 % выше по сравнению с актуальными компонентами пятого поколения от Kioxia. Образец микросхемы имеет габариты 11,5 × 13,5 × 1,5 мм — в её корпусе уместились 16 кристаллов, обеспечив суммарную ёмкость в 4 Тбайт.

В дополнение к памяти QLC на кристаллах объёмом 2 Тбит Kioxia представила обновлённый вариант QLC-кристаллов на 1 Тбит: по сравнению с первым, который «оптимизирован по ёмкости», второй «оптимизирован по скорости» — он предлагает увеличенную на 30 % скорость последовательной записи и сниженную на 15 % задержку при чтении. Обновлённые кристаллы QLC на 1 Тбит будут использоваться в высокопроизводительной продукции, включая потребительские SSD и накопители для мобильных устройств.

Компания TeamGroup представила серию твердотельных накопителей MP44Q M.2 PCIe 4.0 на основе чипов флеш-памяти 3D QLC NAND. В состав серии вошли модели SSD объёмом 1, 2 и 4 Тбайт.

Источник изображений: TeamGroup

Компания не уточняет, какой контроллер используется в новинках. Для модели MP44Q M.2 PCIe 4.0 объёмом 1 Тбайт производитель заявляет скорость последовательного чтения и записи до 7400 и 6200 Мбайт/с. В свою очередь, для версий объёмом 2 и 4 Тбайт указываются показатели до 7400 и 6500 Мбайт/с. Производитель отмечает, что в накопителях используется кеш-память SLC.

За охлаждение компонентов SSD отвечает тонкий графеновый радиатор.

Заявленный ресурс у модели объёмом 1 Тбайт составляет 512 TBW (терабайт перезаписанной информации). Для модели объёмом 2 Тбайт указывается ресурс 1024 TBW, а для версии SSD на 4 Тбайт — 2048 TBW. На все новинки предоставляется пятилетняя гарантия производителя или 1,6 млн часов работы на отказ.

В продаже серия накопителей TeamGroup MP44Q M.2 PCIe 4.0 появится в мае. Об их стоимости производитель не сообщил.

Компания Micron выпустила твердотельные накопители 2500-й серии, в которых впервые используются чипы флеш-памяти QLC NAND с количеством слоёв более 200. При этом новинки быстрее, чем накопители серии Micron 2550 на базе памяти TLC NAND, хотя исторически TLC-памяти быстрее, чем на QLC.

Источник изображений: Micron

Память QLC в одной ячейке способна хранить четыре бита информации, а TLC — три. Таким образом, в случае с памятью QLC контроллеру SSD приходится согласовывать 16 состояний напряжения QLC на ячейку вместо 8 у TLC. Как результат, операции чтения и записи индивидуальных ячеек у памяти QLC медленнее, чем у TLC. Повысить скорость накопителей на базе QLC-памяти можно через программную составляющую SSD-контроллера, а также с помощью кеш-памяти SLC (один бит на ячейку) и параллельного доступа к данным.

В составе серии накопителей Micron 2500 используются 232-слойные чипы флеш-памяти QLC NAND со скоростью ввода-вывода 2400 МТ/с на контакт, что на 50 % больше, чем у 176-слойных QLC-чипов. Они также обладают почти на 30 % большей плотностью по сравнению с 176-слойной QLC-памятью в составе накопителей Micron 2400 и на 31 % больше плотностью по сравнению с 232-слойными чипами флеш-памяти TLC NAND, которые используются в серии SSD Micron 2550.

Накопители Micron 2500 до 24 % быстрее в операциях чтения и до 31 % в операциях записи, чем накопители Micron 2450 на 176-слойных чипах памяти TLC. Ниже представлена сравнительная таблица с моделями SSD от Micron на основе флеш-памяти TLC и QLC.

Источник изображения: Blocks and Files

Для новой серии SSD Micron 2500 заявляется скорость в операциях последовательного чтения и записи до 7,1 Гбайт/с и до 6 Гбайт/с соответственно. Производительность в операциях случайного чтения и записи у новинок составляет до 1 млн IOPS, что практически сопоставимо с показателями серии SSD Micron 3500 на базе 232-слойных чипов памяти TLC NAND. При этом по скорости последовательного чтения новинки оказываются даже быстрее. По словам производителя, серия накопителей 2500 на чипах QLC обеспечила в бенчмарке PC Mark10 результат до 45 % выше по сравнению с тремя конкурентами с памятью TLC.

Накопители Micron 2500 будут выпускаться в трёх форматах NVMe M.2: малом (22 × 30 мм), среднем (22 × 42 мм) и большом (22 × 80 мм). Новинки соответствуют стандарту PCIe 4.0 и используют протокол NVMe 1.4. Для SSD Micron 2500 заявляется используется технология буфера HMB. Другими словами, они не имеют собственного буфера памяти DRAM и используют для этих целей часть системной памяти DRAM.

Новинки будут выпускаться в объёмах 512 Гбайт, 1 и 2 Тбайт. Для младшей модели заявлен ресурс в 200 TBW (терабайт перезаписанной информации), для двух других — 300 и 600 TBW соответственно. На все модели предоставляется пять лет гарантии или 2 млн часов работы на отказ.

Эволюция флеш-памяти с точки зрения плотности хранения информации подразумевает, что чем больше зарядов (бит) хранятся в ячейке, тем ниже эксплуатационный ресурс такой памяти. Китайская компания YMTC не согласна с этим и утверждает, что её микросхемы 3D NAND типа QLC по своей долговечности способны превосходить ячейки памяти типа TLC.

Источник изображения: YMTC

Память QLC в одной ячейке способна хранить четыре бита информации, а TLC — только три, и исторически считалось, что последняя выигрывает с точки зрения своей долговечности по количеству циклов перезаписи. По информации ресурса ITHome, на которую ссылается Tom’s Hardware, компания YMTC заявляет для своих 128-слойных микросхем X3-6070 типа 3D QLC NAND ресурс в 4000 циклов перезаписи. Это как минимум сопоставимо с ресурсом микросхем TLC, достигаемым за счёт оптимизации на уровне контроллеров и применяемых при производстве памяти материалов.

Изначально было принято считать, что память типа QLC способна переносить от 100 до 1000 циклов перезаписи, но и здесь усилия крупных производителей привели к тому, что этот показатель заметно увеличился. YMTC сочла нужным акцентировать внимание на своих достижениях в этой области, хотя очевидно, что они не столь уж уникальны. Память YMTC данной серии уступает конкурирующим решениям по количеству слоёв, поскольку соперники предлагают 176-слойные и более продвинутые микросхемы QLC.

В составе твердотельного накопителя PC41Q потребительского класса YMTC использует 128-слойную память QLC серии X3-6070, предлагая скорости передачи информации до 5000 Мбайт/с и способность хранить информацию при температуре 30 градусов Цельсия на протяжении не менее чем одного года. Время наработки на отказ составит 2 млн часов. Данные показатели отстают от показателей современных SSD на памяти TLC. Тем не менее, компания YMTC даже готова использовать микросхемы QLC в твердотельных накопителях корпоративного класса, где важна надёжность и долговечность.

Обновлено: стоит отметить, что память TLC демонстрировала ресурс в 3000 циклов перезаписи ещё в 2018 году, а к настоящему моменту производители смогли добиться от неё значительно более высокой выносливости, вплоть до 10 тыс. циклов перезаписи.

Western Digital представила твердотельные накопители PC SN5000S на базе чипов флеш-памяти QLC, которые демонстрируют более высокую производительность по показателям скорости чтения и записи, чем предшественники на базе заведомо более скоростной памяти TLC.

Источник изображений: Western Digital

PC SN5000S — новейшая серия потребительских твердотельных накопителей объёмом до 2 Тбайт, выпускающихся компанией в полноразмерном формате M.2 2280 и компактном формате M.2 2230. Серия пришла на замену накопителям PC SN740, предлагающимся в тех же объёмах и разъёмах.

Модель Western Digital PC SN5000S объёмом 2 Тбайт с памятью QLC по скорости записи до 16,5 %, а по скорости чтения до 15,5 % быстрее по сравнению с моделью SN740 того же объёма, но с памятью TLC. Модель SN740 объёмом 1 Тбайт по-прежнему чуть быстрее по записи, чем SN5000S, но по скорости чтения отстаёт от новинки на 14,3 %. Преимуществом накопителя SN5000S объёмом 2 Тбайт над предшественником также является на 100 TBW (терабайт перезаписанной информации) более высокий запас ресурса работы. Однако ресурс нового SSD объёмом 1 Тбайт на 100 TBW ниже (300 TBW против 400 TBW у SN740 того же объёма). Недостатком новой серии SSD также можно считать чуть более высокий показатель энергопотребления.

Источник изображения: Tom's Hardware

Как правило, накопители на базе флеш-памяти NAND QLC отстают от SSD на базе других типов флеш-памяти. Объясняется это тем, что память QLC хранит четыре бита информации в одной ячейке, что сказывается на итоговой производительности не в лучшую сторону. Напомним, что флеш-память SLC хранит один бит информации на ячейку, MLC-память — два бита информации, а TLC — три бита. Чем меньше битов хранится в ячейке, тем она быстрее и долговечнее. Хотя возможность хранения большего количества битов на ячейку увеличивает плотность памяти, необходимость чтения и записи большего количества битов приводит к снижению производительности и в целом повышает износ памяти NAND.

Для улучшения производительности накопителей на базе памяти QLC и других многоразрядных типов памяти NAND существует несколько способов. Пожалуй, самым очевидным является использование кеш-памяти SLC в составе накопителя. Хотя QLC, как уже говорилось выше, хранит четыре бита информации в ячейке, накопителю при наличии кеш-памяти SLC необязательно заполнять все четыре бита информации при записи. SSD будут работать гораздо лучше, если обозначить часть ячеек памяти в качестве псевдо-SLC. Правда, для этого занимаются пустые ячейки, что в конечном итоге сокращает доступный объём самого SSD.

Несмотря на недостатки памяти QLC и других многоразрядных типов флеш-памяти NAND некоторые производители, например, Samsung, заинтересованы в дальнейшем развитии этой технологии. Так как обычным потребителям не всегда нужна лучшая производительность и надёжность, а при выборе SSD предпочтение чаще отдаётся исходя из цены и объёма накопителя, модели SSD на базе памяти QLC обычно являются наиболее экономичным выбором покупателя. В свою очередь, накопители на памяти SLC с низкой плотностью лучше подходят для серверов, где высокая производительность и надёжность оказываются гораздо полезнее.

Помимо рассказа о чипах памяти GDDR7 со скоростью 37 Гбит/с на контакт компания Samsung Electronics на конференции 2024 IEEE-SSCC в феврале также раскроет подробности и о других инновационных продуктах в области разработки микросхем памяти. Например, компания расскажет о будущих 280-слойных чипах флеш-памяти 3D QLC NAND объёмом 1 Тбит. В перспективе они будут использоваться в потребительских твердотельных накопителях и смартфонах.

Источник изображения: TechPowerUp

Указанные чипы флеш-памяти Samsung предложат плотность 28,5 Гбит/мм² и скорость 3,2 Гбайт/с. Для сравнения, текущие самые быстрые чипы флеш-памяти 3D NAND, использующиеся в самых передовых NVMe-накопителях, обеспечивают скорость передачи данных до 2,4 Гбайт/с.

Samsung также расскажет на мероприятии о новом поколении чипов памяти DDR5 стандарта DDR5-8000 с ёмкостью 32 Гбит (4 Гбайт). В этих микросхемах используется симметричная мозаичная архитектура ячеек памяти. Сами чипы будут производиться с использованием 5-го поколения техпроцесса Samsung 10-нм класса.

На основе таких микросхем производители модулей оперативной памяти смогут в перспективе выпускать одноранговые планки памяти DDR5-8000 объём 32 и 48 Гбайт или двухранговые модули памяти объёмом 64 или 96 Гбайт.

Компания TeamGroup представила твердотельные NVMe-накопители TeamGroup MP33Q M.2, а также 2,5-дюймовые SATA SSD серии T-Force Vulcan Z. Первые будут выпускаться в версиях ёмкостью до 2 Тбайт, вторые — до 4 Тбайт. Обе серии твердотельных накопителей используют чипы флеш-памяти 3D NAND QLC.

Источник изображений: TeamGroup

Твердотельный накопители TeamGroup Group MP33Q M.2 поддерживают интерфейс PCIe 3.0, соответствуют протоколу NVMe 1.3 и будут предлагаться в версиях объёмом 512 Гбайт, 1 и 2 Тбайт. Производитель заявляет для них скорости последовательного чтения и записи до 2500 и 2100 Мбайт/с соответственно.

Производительность в операциях случайного чтения и записи у модели на 512 Гбайт составляет до 80 тыс. и до 240 тыс. IOPS, у модели на 1 Тбайт — до 130 тыс. и 370 тыс. IOPS, а у модели на 2 Тбайт — до 220 тыс. и 410 тыс. IOPS соответственно. На указанные SSD производитель предоставляет пятилетнюю гарантию.

Накопители серии T-Force Vulcan Z оснащены интерфейсом SATA III (6 Гбит/с) и обеспечивают скорости последовательного чтения и записи соответственно до 550 и 500 Мбайт/с. На модели SSD T-Force Vulcan Z предоставляется трёхлетняя гарантия производителя.

Обе представленные серии твердотельных накопителей поступят в продажу в апреле. Стоимость новинок компания не сообщила, но вряд ли она будет высокой или даже средней — новинки выглядят как представители бюджетного сегмента.