หน่วยความจำแฟลชที่ทางแยก

สำหรับผู้ผลิตหน่วยความจำแฟลชตอนนี้อาจเป็นช่วงเวลาที่ดีที่สุดและแย่ที่สุด ในอีกด้านหนึ่งไม่เพียง แต่เราจะใช้หน่วยความจำแฟลชมากขึ้นในโทรศัพท์แท็บเล็ตและในคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กของเรามากขึ้น แต่แฟลชได้กลายเป็นส่วนสำคัญของระบบศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่สุดตั้งแต่หน่วยเก็บข้อมูลไปจนถึงเซิร์ฟเวอร์องค์กร ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีที่อนุญาตให้หน่วยความจำแฟลชแพร่หลายและราคาลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาดูเหมือนว่าใกล้จะถึงจุดสิ้นสุดแล้ว

มีการจัดแสดงแนวโน้มทั้งสองในการประชุม Flash Memory Summit ประจำสัปดาห์

บางทีข่าวดีก็คือการรวมตัวแฟลชในระบบขององค์กร เป็นเวลานานที่เราได้เห็น SSD แฟลชในรูปแบบเดียวกันกับฮาร์ดไดรฟ์ผสมกับฮาร์ดไดรฟ์แบบดั้งเดิมจำนวนมากขึ้นพร้อมซอฟต์แวร์ที่ให้ "การจัดระดับ" เพื่อใส่ข้อมูลที่ใช้บ่อยที่สุดบน SSD ที่เร็วขึ้นและ ข้อมูลที่ใช้น้อยลงในการชะลอตัวของไดรฟ์ ตอนนี้เราเห็นวิธีที่แตกต่างกันสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้แฟลชเท่านั้น

ตัวอย่างเช่น Jason Taylor ของ Facebook อธิบายในประเด็นสำคัญว่า บริษัท ใช้แฟลชเป็นแคชในบางระบบแฟลชเป็นที่เก็บข้อมูลหลักในฐานข้อมูลและเป็นทางเลือก RAM ในเซิร์ฟเวอร์ดัชนีบางตัว เขาอธิบายว่าถ้าคุณต้องการข่าวสองวันมันมาจากเซิร์ฟเวอร์แรมทั้งหมด ถ้าคุณต้องการข่าวสองสัปดาห์มันมาจากแฟลช

บริษัท จำนวนมากมีทางเลือกให้กับ SSD แบบดั้งเดิมรวมถึงผู้เล่นที่รู้จักกันดีเช่น Fusion-io และ XtremIO ซึ่ง EMC ซื้อมา IBM เพิ่งประกาศเซิร์ฟเวอร์แฟลชทั้งหมดที่รู้จักในนาม FlashAhead โดยใช้เทคโนโลยีจาก Texas Memory Systems

ในงานมีหลายวิธีที่น่าสนใจ ยกตัวอย่างเช่น Skyera กำลังสร้างอาร์เรย์แฟลชทั้งหมดโดยใช้ MLC flash ซึ่งโดยทั่วไปเก็บข้อมูลสองบิตในแต่ละเซลล์ดังนั้นจึงมีราคาไม่แพง แต่ไม่ค่อยแข็งแกร่งเท่าแฟลชระดับเดียวหรือแฟลช SLC ที่ใช้ ใน SSD ระดับองค์กรจำนวนมาก ด้วยการใช้คอนโทรลเลอร์ของตัวเอง บริษัท ได้เปิดตัวโครงข่าย 1U ที่รู้จักกันในชื่อ skyEagle ซึ่งมีขนาดสูงสุด 500TB และสามารถสร้าง 5 ล้าน IOPS (การดำเนินงานอินพุต - เอาต์พุตต่อวินาที) ในราคา $ 1.99 ต่อ GB ในราคาที่เหมาะสมสำหรับองค์กรจัดเก็บข้อมูลระดับองค์กร

ทุกคนแสดง SSD ที่จุดใหม่และราคาดีกว่า Samsung ซึ่งอ้างว่าเป็นผู้ขาย SSD รายใหญ่ที่สุดได้เปิดตัวไลน์ผู้บริโภคใหม่ที่เรียกว่า 840 EVO ซึ่งย้ายไปยังหน่วยความจำ 19nm TLC (เซลล์สามระดับ) และตอนนี้มาพร้อมกับแคช DRAM 1GB มีให้เลือกหลายขนาดรวมถึงรุ่น 250GB ราคา $ 189.99 และรุ่น 1TB ราคา $ 649.99 นั่นเป็นเงินจำนวนมากสำหรับการจัดเก็บข้อมูลผู้บริโภค แต่ก็ต่ำกว่า $ 1 / GB ซึ่งเป็นวิธีที่น่าประทับใจมาก

บาง บริษัท มีปัญหาในการบิดนวัตกรรม ไมครอนแสดงให้เห็นว่าตัวควบคุมใน SSD สามารถใช้ประโยชน์เพื่อเพิ่มความเร็วในการค้นหาใน MySQL ได้อย่างไรโดยอ้างถึงประสิทธิภาพของ SSD มาตรฐานสองเท่า

เมื่อพูดถึง SSD ความเร็วของ SSD ระดับองค์กรก็เพิ่มขึ้นด้วยอินเตอร์เฟสที่เปลี่ยนจาก 6Gbps เป็น 12Gbps และในขณะที่ระบบขององค์กรกำลังมองหาวิธีแก้ปัญหาเช่นการ์ด PCIe ที่เต็มไปด้วยที่เก็บข้อมูลแฟลช SSD สำหรับผู้บริโภคมีขนาดเล็กลงหลาย บริษัท รวมถึง Intel พูดถึงฟอร์มแฟคเตอร์ m.2 ใหม่ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าฮาร์ดไดรฟ์ 2.5 นิ้วแบบดั้งเดิม ดิสก์ไดรฟ์หรือ mSATA

ผู้ค้าฮาร์ดไดรฟ์ทุกรายกำลังซื้อ บริษัท ที่มีความเชี่ยวชาญด้านแฟลชและใช้สิ่งนั้นเพื่อสร้างทั้ง SSD และไดรฟ์ไฮบริดซึ่งรวมถึงทั้งแฟลชและสื่อแม่เหล็กที่มีการหมุน เวสเทิร์นดิจิตอลได้ซื้อ VeloBit ผู้ผลิตซอฟต์แวร์ SSD และกำลังอยู่ระหว่างการซื้อ STEC ในขณะที่ Seagate มีหุ้นอยู่ใน DensBits ซึ่งเป็นผู้ควบคุมและ Virident ซึ่งเป็นที่เก็บ PCIe ที่ใช้แฟลช ผู้ผลิตรายที่สามที่เหลืออยู่คือฮาร์ดไดรฟ์ของโตชิบาเป็นหนึ่งในผู้ผลิตแฟลชไดรฟ

ในหน้าเทคโนโลยีแม้ว่าทั้งหมดไม่ได้เป็นสีดอกกุหลาบ ค่อนข้างชัดเจนว่าเทคโนโลยีพื้นฐานที่อุตสาหกรรมใช้ในการสร้างหน่วยความจำแฟลชสิ่งที่เรียกว่า "floating gate NAND" ดูเหมือนจะถึงขีด จำกัด แล้วโดยผู้ผลิตส่วนใหญ่มีปัญหาในการสร้างเวอร์ชันการทำงานต่ำกว่า 16nm ถึง 19nm เราได้ยินมาว่า Gate NAND ลอยมาถึงขีด จำกัด ก่อนหน้านี้ แต่ตอนนี้การผลิตในรูปทรงเรขาคณิตขนาดเล็กดูเหมือนว่าจะยากมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความล่าช้าในอุปกรณ์พิมพ์หินอัลตราไวโอเลตพิเศษ (EUV)

ทางเลือกที่พบบ่อยที่สุดที่นี่คือ "vertical NAND" ซึ่ง Samsung ได้รับความสนใจเป็นอย่างมากจากการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ที่ควรเป็นผลิตภัณฑ์แรกในเชิงพาณิชย์แฟลช 3D "V-NAND" แทนที่จะใช้ NAND แบบระนาบร่วมกับประตูลอยเพื่อดักจับอิเล็กตรอนในเซลล์หน่วยความจำสิ่งนี้ใช้เซลล์หน่วยความจำหลายชั้นซึ่งแต่ละแห่งใช้ฟิล์มบาง ๆ ที่เรียกว่า Charge-Trap เพื่อเก็บอิเล็กตรอน การออกแบบวัสดุและโครงสร้างต่างกันมาก

ผลิตภัณฑ์ V-NAND เริ่มต้นของ Samsung ซึ่งมีการผลิตแล้วจะเป็นชิป 24 เลเยอร์ที่เก็บ 128Gbits โดย บริษัท ตั้งเป้าที่จะเพิ่มชิปนี้เป็น 1Tb ในปี 2560 ข้อดีอย่างหนึ่งของที่นี่คือการใช้การพิมพ์หินมาตรฐาน ( มากกว่า 30nm แม้ว่า Samsung ไม่ได้ระบุขนาดที่เฉพาะเจาะจง) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือ EUV เมื่อเวลาผ่านไปสิ่งนี้ควรมีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มจำนวนเลเยอร์แทนที่จะลดขนาดเซลล์ผ่านการพิมพ์หิน

ซัมซุงแสดงให้เห็นว่า V-NAND SSD ตัวแรกเป็นไดรฟ์ SATA 6Gbps ขนาด 2.5 นิ้วที่มีอยู่ในความจุ 480GB และ 960GB ซึ่ง บริษัท ดังกล่าวจะเร็วกว่าถึง 20 เปอร์เซ็นต์และใช้พลังงานน้อยกว่า SSD ปัจจุบันถึง 50%

ผู้ผลิตแฟลชรายอื่นดูเหมือนจะไม่ได้อยู่เบื้องหลัง Toshiba และ SanDisk ซึ่งทำงานร่วมกันในการผลิตแฟลชอ้างว่า Toshiba คิดค้น NAND แนวตั้งจริง ๆ แต่เชื่อว่าในตอนนี้โซลูชันสองและสามบิตรุ่น "1Y" รุ่นต่อไปจะทำให้เข้าใจตลาดได้มากขึ้น Micron และ Intel ซึ่งเป็นพันธมิตรในหน่วยความจำแฟลชทั้งคู่กล่าวว่าพวกเขามีความเชี่ยวชาญในการสร้าง 3D NAND แต่ตอนนี้กำลังมุ่งเน้นไปที่ภาพถ่ายแบบ 16nm แบบดั้งเดิมมากขึ้นเนื่องจากพวกเขาบอกว่ามันคุ้มค่ากว่า แต่ไมครอนกล่าวว่าทำงานบนชิป 256Gb จาก 3D NAND SK Hynix พูดคุยเกี่ยวกับแฟลช 16nm MLC NAND ของมัน แต่ก็แสดงเวเฟอร์ NAND แบบ 3 มิติในบูทของตนและ บริษัท กล่าวว่าชิป 128Gb จะเริ่มผลิตภายในสิ้นปีนี้และจะเพิ่มขึ้นในปีหน้า

ผู้สังเกตการณ์ส่วนใหญ่คิดว่าปริมาณ NAND ในแนวดิ่งจะค่อนข้างเล็กในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าพร้อมกับภาพถ่ายแบบดั้งเดิมที่ยังคงครองตลาดอยู่ แต่ ณ จุดนั้นทางเลือกอื่นสำหรับหน่วยความจำควรจะออกสู่ตลาด