p>SK Hynix собирается анонсировать новые микросхемы многоуровневой (multi-level cell, MLC) энергонезависимой NAND флеш-памяти, которые увеличат производительность твердотельных накопителей (solid-state drive, SSD). Новые устройства также обещают похвастаться более высокой надёжностью, чем другие чипы MLC NAND.

Третий в мире поставщик флеш-памяти готовится выпустить первые в индустрии многоуровневые NAND-микросхемы с размерами блоков в 6 Мбайт. Увеличенные размеры блоков могут помочь производителям SSD повысить производительность накопителей на базе таких чипов в приложениях, требующих большой скорости случайной записи. Семейство устройств будет включать в себя микросхемы ёмкостью 64, 128, 256 и 512 Гбит с toggle DDR 2.0 интерфейсом (скорость передачи данных — до 400 Мбит/с на чип). Новые NAND флеш-приборы будут производиться с использованием 16-нм технологического процесса.

Флеш-память типа NAND хранит информацию в массиве транзисторов с плавающим затвором (ячейках памяти, memory cell), где бит значения определяется наличием электрического заряда в изолированной области («кармане») полупроводниковой структуры. Массивы ячеек объединены в линии разрядов (bit line) и линии чисел (word line). Ячейки, находящиеся на одной линии разрядов, создают страницу, что является наименьшим участком NAND флеш-памяти, который может быть записан. Множество страниц формируют блок (erase block), являющийся наименьшей областью NAND, которая может быть стёрта.

Как известно, каждый цикл перезаписи/стирания (т. е. изменение заряда в «кармане») ведёт к износу ячеек NAND флеш-памяти. Однако поскольку архитектура NAND предполагает совместное использование одной разрядной линии (bit line) несколькими транзисторами, чтобы стереть одну ячейку, требуется стереть весь блок, в котором она находится. Более того, как только проявляется один дефект в блоке, контроллер SSD отключает весь блок (предполагая, что электрическими зарядами повреждена не только одна ячейка, но и соседние с ней транзисторы). Чтобы минимизировать количество циклов перезаписи/стирания и максимизировать срок жизни твердотельного накопителя, существуют специальные методики управления блоками, которые устраняют необходимость ненужных операций стирания.

В теории, чем меньше размер блока, тем более «вынослива» NAND флеш-память (так, современная одноуровневая [single-level cell, SLC] флеш-память имеет размеры блоков в 128 Кбайт). Однако на практике ёмкость микросхем памяти растёт и применять блоки малого размера становится труднее, поэтому современные MLC NAND флеш устройства используют блоки объёмом 2–4 Мбайт. Стирание большого количества блоков занимает время, что снижает производительность SSD, а потому увеличения ёмкости блоков с развитием энергонезависимой памяти — неизбежность. Поскольку стирание группы из 6-Мбайт блоков занимает меньше времени, чем стирание большего количества 4-Мбайт блоков, увеличение ёмкости блоков повысит скорость случайной записи. Подобные операции часто выполняются серверами и рабочими станциями.

Однако большие блоки NAND флеш-памяти также означают, что производители SSD должны использовать продвинутые контроллеры, которые «знают», как лучше работать с именно с такими блоками и сводить к минимум количество циклов перезаписи/стирания. В принципе, сам факт того, что компания SK Hynix решилась на выпуск коммерческих микросхем MLC NAND с размером блоков 6 Мбайт, означает, что компания уверена как в современных контроллерах твердотельных накопителей, так и в высокой надёжности своих 16-нм чипов флеш-памяти.

В настоящее время не известно, планирует ли SK Hynix продавать новые микросхемы NAND флеш-памяти как устройства корпоративного класса eMLC (что было бы логично, учитывая основное преимущество этих микросхем памяти), или как обычные чипы MLC. В любом случае, новые чипы памяти будут уникальны. Впрочем, увеличение размеров блока NAND флеш-памяти —вопрос эволюции. Через некоторое время подобные чипы, скорее всего, будут доступны более широко и от разных производителей.

Источник:

Источник: 3DNews