หน่วยความจำและที่เก็บ 3D NAND คืออะไร

ทุกวันนี้พื้นที่เก็บข้อมูลแฟลช (เช่น SSD) เป็นที่นิยมสำหรับพีซี และถึงแม้ว่ากระบวนการจะไม่เร็วอย่างที่เราคาดหวัง แต่พื้นที่เก็บข้อมูลนั้นก็มีราคาถูกลงและมีความหนาแน่นตลอดเวลา ก้าวกระโดดที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในช่วงปลายทศวรรษที่ผ่านมาคือแฟลช 3D NAND หรือที่รู้จักในชื่อแนวตั้ง NAND หรือ“ V-NAND” สิ่งนี้มีความหมายสำหรับคุณอย่างไร ในแง่ของคนธรรมดาการจัดเก็บและหน่วยความจำที่ถูกกว่าและเร็วกว่า ในแง่ของคนธรรมดาเรามาดูกันดีกว่า.

สร้างขึ้นไม่ออก

ลองนึกภาพชิ้นส่วนของที่เก็บแฟลชในรูปแบบของอพาร์ทเมนต์: พื้นที่แบ่งเป็นส่วน ๆ ที่ผู้คนจำเป็นต้องเข้าหรือออกโดยใช้เวลาในการเปลี่ยนแปลง (ในสถานะ“ 1” สำหรับข้อมูลเพียงเล็กน้อยในการเปรียบเทียบนี้) หรือ บ้านของพวกเขา (“ 0”) ตอนนี้ทรัพยากรที่มีค่าที่สุดที่คุณมีหากคุณกำลังสร้างอาคารอพาร์ตเมนต์ใหม่คืออสังหาริมทรัพย์ที่คุณต้องการสร้างมันขึ้นมา ไม่สนใจอุปสรรคทางโลกเช่นวิศวกรรมและงบประมาณเป้าหมายของคุณคือการทำให้คนได้มากที่สุดในพื้นที่ที่กำหนดไว้.

ร้อยปีที่ผ่านมาคำตอบที่ชัดเจนสำหรับปัญหานี้คือการแบ่งอพาร์ทเมนท์ให้เล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้ภายในอาคารของคุณเพิ่มจำนวนคนที่คุณสามารถใส่ลงไปในเรื่องเดียว ตอนนี้ด้วยการมาถึงของอาคารเหล็กและลิฟต์ที่ปลอดภัยและรวดเร็วเราสามารถสร้างได้ ขึ้น ถึงขีด จำกัด ของวัสดุใหม่ของเรา เราสามารถเพิ่มเรื่องราวเข้าไปในอาคารได้มากเท่าที่เราสามารถจัดการได้โดยอนุญาตให้ผู้คนจำนวนสิบยี่สิบหรือห้าสิบเท่าอาศัยอยู่ในที่ดินจำนวนเท่าเดิมที่เคยมี จำกัด.

ดังนั้นจึงเป็นกับ 2D และ 3D NAND เพราะเรากำลังพูดถึงบิตและไม่ใช่คน บริษัท ได้ทำงานอย่างหนักเพื่ออัดข้อมูลให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในระนาบ X และ Y ของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์และตอนนี้พวกเขากำลังสร้างแนวตั้งขึ้นจากแผงวงจร ยังมีข้อ จำกัด ทางกายภาพแน่นอนว่า RAM DIMM ที่มีความหนาสามนิ้วไม่ได้ใช้งานมากนักแม้ว่าคุณจะสามารถใส่ข้อมูลได้สิบเทราไบต์ในนั้น แต่เทคนิคใหม่ ๆ ในการผลิตชิปและหน่วยความจำทำให้เกิดการฝังชั้นด้วยกล้องจุลทรรศน์ของสถาปัตยกรรม NAND ซึ่งคล้ายกับอาคารอพาร์ตเมนต์สูง เทคนิคการจัดเรียงและการประดิษฐ์เหล่านี้ทำให้หน่วยความจำแนวตั้งที่หนาแน่นขึ้นเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเทียบกับนิ้วกับฮาร์ดแวร์รุ่นเก่า.

Bits เพิ่มเติมสำหรับ Buck ของคุณ

ด้วยรูปแบบการสร้างหน่วยความจำแบบเลเยอร์ใหม่นี้ข้อมูลจำนวนมากขึ้นสามารถถูกยัดเข้าไปในพื้นที่ทางกายภาพจำนวนเท่ากัน ไม่เพียงแค่นั้น แต่เทคนิคการย่อขนาดที่ยังคงถูกนำไปใช้กับ RAM แบบเดิมและที่เก็บแฟลชยังมี“ สแต็ค” ที่ให้สิทธิประโยชน์มากมายยิ่งคุณสามารถใส่เลเยอร์ได้มากขึ้นในโมดูลหน่วยความจำ และเนื่องจากพื้นที่ทางกายภาพสำหรับทุกสิ่งนี้กำลังเพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ความหน่วงการใช้พลังงานและความเร็วในการอ่านและเขียนก็ลดลงด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นเช่นกัน ความก้าวหน้าเช่นเดียวกับรูของช่องช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลเร็วขึ้นและลงชั้นของเซมิคอนดักเตอร์เช่นลิฟท์เล็ก ๆ ในอุปมาโวหารอาคารอพาร์ทเมนต์ดั้งเดิมของเรา.

เทคนิค NAND แนวตั้งเป็นประโยชน์ต่อทุกภาคส่วนของตลาดสำหรับการจัดเก็บข้อมูลแฟลช แต่คาดการณ์ได้ว่าผลประโยชน์อุตสาหกรรมจะได้รับผลตอบแทนที่ดีที่สุด กระบวนการผลิตที่ซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อทำให้หน่วยความจำ RAM และที่เก็บข้อมูลมีราคาแพงเกินไปสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป แต่ยังให้ผลตอบแทนจากการลงทุนสำหรับศูนย์ข้อมูลและเวิร์กสเตชันกำลังแรงสูง.

ถึงกระนั้นก็ตาม 3D NAND ได้ออกสู่ตลาดผู้บริโภคแล้วและประโยชน์สำหรับการเก็บรักษาข้อมูลที่บริสุทธิ์ในไดรฟ์โซลิดสเตตนั้นมีความน่าทึ่ง ดังที่กล่าวมามันไม่เป็นการปฏิวัติอย่างที่ควรจะเป็นในตอนแรก: เนื่องจากความต้องการแฟลชเมมโมรี่ที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในหมู่ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลูกค้าองค์กรข้อมูลลูกค้าและผู้บริโภคทั่วไปอย่างคุณและฉัน หน่วยความจำแฟลชในทุกระดับ ดังนั้นต้นทุนยังค่อนข้างสูง.

ยังไม่พร้อมสำหรับช่วงเวลาสำคัญ

ระหว่างความต้องการที่เพิ่มขึ้นจากทุกตลาดและค่าใช้จ่ายในการปรับปรุงและปรับปรุงศูนย์ผลิตอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างส่วนประกอบขั้นสูงราคาและความพร้อมใช้งานของทั้งหน่วยความจำ PC มาตรฐานและหน่วยความจำ SSD ดูเหมือนจะอยู่ในระยะเวลาหลายปี แม้ว่าชิป 3D NAND รุ่นใหม่จะมีวางจำหน่ายแล้ว แต่ก็เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเราไม่เห็นราคาที่ลดลงและความสามารถที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งขั้นตอนใหญ่ ๆ เหล่านี้จะแนะนำด้วยตัวเอง ความฝันของการบรรจุเกมพีซีของคุณที่มีหน่วยความจำแฟลชความเร็วสูงและหน่วยความจำแฟลชขนาดใหญ่เทราไบต์หลายสิบเทราไบต์ยังคงอยู่ไม่ไกล.

แต่เอฟเฟ็กต์แบบหยดลงของเทคนิคและเทคโนโลยีใหม่นั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้ การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของหน่วยความจำแฟลชและพื้นที่เก็บข้อมูลกำลังเพิ่มขึ้นเนื่องจากซัพพลายเออร์จำนวนมากเปลี่ยนและปรับปรุงความสามารถในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ 3 มิติ อาจใช้เวลาอีกไม่กี่ปีและอีกสองสามดอลลาร์กว่าที่เราคาดหวัง.

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