Was ist 3D-NAND-Speicher und -Speicher?

Flash-Speicher (wie SSDs) sind heutzutage für PCs allgegenwärtig. Und obwohl der Prozess nicht so schnell abläuft, wie wir es uns erhoffen könnten, wird der Speicher immer billiger und dichter, was sich immer mehr auf herkömmliche Festplatten mit Festplatten auswirkt. Der größte Fortschritt in letzter Zeit war der 3D-NAND-Flash, auch bekannt als vertikales NAND oder „V-NAND“. Was bedeutet das für Sie? In Laien ausgedrückt billiger und schneller Speicher und Speicher. Lassen Sie uns einen Blick auf Nicht-Laien werfen.

Aufbauen, nicht hinausgehen

Stellen Sie sich ein Flash-Speicher als Mehrfamilienhaus vor: viele abteilige Bereiche, in denen Menschen ein- oder ausgehen müssen, wobei sie unterschiedlich viel Zeit aufwenden müssen (entweder eine 1 für ein einzelnes Datenbit, in dieser Metapher) oder aus ("0" -Zustand) ihrer Häuser. Nun, die wertvollste Ressource, die Sie beim Bau eines neuen Wohnhauses haben, ist die Immobilie, auf der Sie es bauen möchten. Ignorieren Sie banale Hindernisse wie Technik und Budget. Ihr Ziel ist es, die größtmögliche Anzahl von Menschen in einem bestimmten Landbereich zu platzieren.

Vor hundert Jahren besteht die offensichtliche Antwort auf dieses Problem darin, Wohnungen so klein wie möglich an der Innenseite Ihres Gebäudes zu unterteilen und so die Anzahl der Personen zu maximieren, die Sie in eine einzige Geschichte einfügen können. Mit dem Aufkommen von Stahlgebäuden und schnellen, sicheren Aufzügen können wir jetzt bauen oben an die Grenzen unserer neuen Materialien. Wir können dem Gebäude so viele Geschichten hinzufügen, wie wir es physisch verwalten können, und zehn, zwanzig oder fünfzig Mal so viele Menschen auf der gleichen Menge Land leben lassen, die zuvor so begrenzt war.

So ist es mit 2D und 3D NAND. Da es sich um Bits und nicht um Menschen handelt, haben Unternehmen bereits hart daran gearbeitet, so viele Daten wie möglich in die X- und Y-Ebene von Halbleiterbauteilen zu stopfen, und nun bauen sie senkrecht von der Leiterplatte auf. Natürlich gibt es immer noch physische Einschränkungen - ein drei mal fünf Zentimeter dickes RAM-DIMM ist nicht viel zu gebrauchen, selbst wenn Sie zehn Terabyte an Daten hinzufügen können. Neue Techniken in der Chip- und Speicherherstellung ermöglichen jedoch eine mikroskopische Schichtung der NAND-Architektur, die einem Hochhaus ähnelt. Diese Layering- und Fertigungstechniken sorgen für vertikalen Speicher, der dichter, schneller und effizienter ist, Zoll für Zoll im Vergleich zu älterer Hardware.

Mehr Bits für deinen Dollar

Mit diesem neuen Schichtstil der Speicherherstellung können immer mehr Daten in den gleichen physischen Raum gepackt werden. Nicht nur das, sondern auch die Miniaturisierungstechniken, die immer noch auf herkömmlicheren RAM- und Flash-Speicher angewendet werden, „stapeln“. Dies bietet mehr Vorteile, je mehr Schichten Sie auf ein Speichermodul setzen können. Und da der physische Raum für all diese Dinge immer kleiner wird, nehmen Latenz, Stromverbrauch und Lese- und Schreibgeschwindigkeit schneller ab. Fortschritte wie Kanallöcher ermöglichen eine noch schnellere Datenübertragung in den Schichten von Halbleitern - wie kleine Aufzüge in unserer ursprünglichen Apartment-Metapher.

Die vertikale NAND-Technik ist für alle Marktsegmente für Flash-Speicher von Vorteil, aber erwartungsgemäß sehen die industriellen Interessen die besten Ergebnisse. Unglaublich komplexe Fertigungsprozesse ermöglichen übermäßig dichte RAM- und Speicherblöcke, die für Standard-Unterhaltungselektronik zu teuer sind, aber dennoch einen Return-on-Investment für Rechenzentren und Workstations mit hoher Leistung ermöglichen.

Trotzdem hat sich 3D NAND bereits im Consumer-Markt etabliert, und die Vorteile der reinen Datenaufbewahrung in Solid-State-Laufwerken sind enorm. Dies ist jedoch nicht ganz so revolutionär, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag: Dank der ständig wachsenden Nachfrage nach Flash-Speichern bei Elektronikherstellern, Unternehmensdatenkunden und regelmäßigen Verbrauchern wie Ihnen und mir gibt es derzeit einen weltweiten Mangel Flash-Speicher auf allen Ebenen. Die Kosten sind also immer noch recht hoch.

Nicht ganz bereit für die Prime Time

Zwischen der gestiegenen Nachfrage auf allen Märkten und den Kosten für die ständige Verbesserung und Modernisierung von Fertigungszentren zur Herstellung fortschrittlicherer Komponenten scheint der Preis und die Verfügbarkeit von Standard-PC-RAM- und SSD-Speicherkapazitäten auf mehrere Jahre zu liegen. Obwohl neuere 3D-NAND-Chips verfügbar sind, die schneller und effizienter sind, sehen wir nicht den Preisverfall und die schnelle Kapazitätssteigerung, die solche großen Schritte für sich allein bedeuten würden. Der Traum, Ihren Gaming-PC mit Dutzenden Terabytes an superschnellen Flash-Speichern und billigem Speicher voll zu stopfen, ist noch weit entfernt.

Der Trickle-Down-Effekt neuer Techniken und Technologien ist jedoch mehr oder weniger unvermeidlich. Ein Boom bei Flash-Speichern und -Speichern kommt, da immer mehr Anbieter ihre 3D-Halbleiterfertigungsfunktionen umstellen und verbessern. Es könnte nur ein paar Jahre dauern - und ein paar Dollar mehr - als wir uns erhofft hatten.

Bildquelle: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazon, Intel