Samsung tworzy 400-warstwową pamięć V-NAND. Nadchodzą SSD PCIE 5.0 o szalonej pojemności

Technologia V-NAND firmy Samsung rozwija się w imponującym tempie. W ciągu nieco ponad dekady firma zwiększyła liczbę warstw zaledwie z 24 do prawie 300. Choć dalsze skalowanie napotyka na poważne wyzwania, Samsung jest pewny, że uda się zmieścić co najmniej 400 warstw komórek pamięci flash w jednym chipie NAND. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, masowa produkcja tego typu układów może rozpocząć się pod koniec przyszłego roku.

Ambitne cele 

Obecnie Samsung wprowadza do masowej produkcji swoją 9. generację pamięci V-NAND, opartą na 280 warstwach. Pierwsze produkty z tą technologią mają pojawić się na rynku już w przyszłym roku. Tymczasem firma już planuje wdrożenie 10. generacji pamięci V-NAND z 400 warstwami.

Zwiększenie liczby warstw jest nie tylko wyścigiem technologicznym, ale także odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie ze strony aplikacji opartych na sztucznej inteligencji oraz konsumentów poszukujących większych i bardziej przystępnych cenowo nośników danych.

Samsung, posiadający 37% udziału w rynku pamięci, staje przed rosnącą konkurencją. Firmy takie jak SK Hynix, Micron, Kioxia czy chińskie YMTC przyspieszają rozwój technologii 3D NAND o wyższej gęstości. SK Hynix planuje rozpocząć produkcję 400-warstwowych pamięci pod koniec 2025 roku, a pełnoskalową produkcję w pierwszej połowie 2026 roku. Aby utrzymać przewagę, Samsung planuje osiągnąć podobne terminy w rozwoju swojej technologii.

Nowe podejście 

Skalowanie pamięci do ponad 300 warstw stawia przed inżynierami duże wyzwania. Aby temu sprostać, Samsung zamierza zastosować architekturę Tri-Level Cell (TLC) oraz nowatorską technologię Bonding Vertical NAND (BV NAND).

Zastosowanie 400-warstwowej technologii może pozwolić na stworzenie dysków SSD o pojemności do 16TB.

BV NAND polega na oddzieleniu komórek pamięci i obwodów peryferyjnych na różnych waflach, które następnie są łączone w strukturze pionowej. Ta metoda nie tylko zwiększa gęstość pamięci, ale także poprawia efektywność produkcji w porównaniu do tradycyjnego podejścia Cell over Periphery (CoP).

Samsung przewiduje, że nowa technologia osiągnie gęstość 28 Gb/mm², co przekłada się na 1Tb (128GB) na jednym układzie pamięci. Choć jest to nieco mniej niż w przypadku technologii Quad-Level Cell (QLC) 9. generacji, prędkość transferu danych wynosząca 5,6 Gb/s na pin oferuje znaczącą poprawę wydajności w porównaniu do wcześniejszego limitu 3,2 Gb/s.

Przyszłość dysków SSD

Zastosowanie 400-warstwowej technologii może pozwolić na stworzenie dysków SSD o pojemności do 16TB. Dzięki szybkościom zbliżającym się do limitów interfejsu PCIe 5.0 x4 w operacjach sekwencyjnego odczytu i zapisu, Samsung ma szansę znacząco podnieść poprzeczkę dla nośników danych.

Samsung zaprezentuje szczegóły dotyczące swojej przełomowej technologii V-NAND podczas Międzynarodowej Konferencji Obwodów Półprzewodnikowych (International Solid-State Circuits Conference), która odbędzie się w lutym 2025 roku.