Szerző: Asztalos Olivér

2016. augusztus 15. 12:56:00

Jön a Toshiba négybites flash-cellája

QLC, azaz cellánkénti négybites NAND fejlesztéséről beszélt a Toshiba. A technológia jövőre debütálhat, a konzumer szegmens mellett pedig vállalati környezetben is helyet kaphat majd.

Cellánként 4 bitet tároló (QLC) NAND chipjeiről beszélt a Toshiba. A San Joséban zajló Flash Memory Summit 2016 rendezvényen a japán cég elmondta, hogy az új fejlesztéssel 100 terabájtra nőhet az egyetlen meghajtóval elérhető kapacitás. A megoldás előnye, hogy ehhez nem szükséges növelni a szilíciumlapka területét, miközben a bitsűrűség, azaz az egységnyi lapkára levetített tárterület a kétbites MLC-hez viszonyítva kétszeresére, a hárombites TLC-hez képest pedig harmadával nő.

A NAND cellák bizonyos töltésszint formájában tárolnak adatot. Az SLC esetében (single-level cell) ez roppant egyszerű, vagy van töltés, vagy nincs. Az ilyen cellák nagyon gyorsan írhatóak, mivel könnyű a felprogramozás. Az MLC (multi-level cell) esetében már több különböző töltésszint van, ami javítja a bitsűrűséget az írási sebesség rovására: a felprogramozás után ugyanis vissza kell ellenőrizni a töltöttség szintjét, és ha az nem sikeres, akkor meg kell ismételni azt. A hiba probléma pedig a tárolt bitek számával exponenciálisan nő: a TLC már három bitet tárol, vagyis nyolc különböző töltési szintet használ, a most bemutatott QLC pedig egyenesen tizenhat szintet ismer.

Mindez még pontosabb feszültségértékeket kíván meg a cellák megfelelő programozásához, illetve az adatok későbbi kiolvasásához. A cellák még korábban elhasználódhatnak, ugyanis kisebb a feszültségtartományok közötti terület, ahova a cella szilíciumdioxid rétegének "kopása" miatt még hiba nélkül ki tud "futni" a vezérlés. Ezen kívül, ha egy cella 4 bit adatot tárol, akkor a programozási műveletek is gyakoribbak lehetnek benne, hisz egyetlen bit módosítása (pl.: 0000->0001) is épp ugyanazt a műveletet igényli, mintha mindhármat átírná a vezérlés (pl.: 0101->1010).

A cellák programozhatósága ezzel tovább romlik, ugyanakkor bizonyos megoldásokkal kompenzálni lehet a negatív tendenciát. Ehhez a gyártók elsősorban fejlett algoritmusokat, adaptív írási/olvasási technikát, illetve DSP ECC rendszert alkalmaznak. Az egyik ilyen az Anobit MSP (Memory Signal Processing), mely nagyjából húszszoros javulást ígér a cellák élettartamát illetően.

A Toshiba arról egyelőre nem beszélt, hogy pontosan milyen megoldást alkalmaznak a QLC esetében, a cég viszont azt ígéri, hogy a négybites NAND vállalati környezetben is alkalmazható lesz. Ennek szemléltetésére egy 100 terabájtos PCIe csatolós SSD koncepcióját leplezte le a Toshiba, mely 3 GB/s-os olvasási, illetve 1 GB/s-os írási tempót kínált mindössze 9 wattos fogyasztás mellett. Terhelhetőségre, tehát a garancián belüli írási mennyiségre 3-6 petabájtot adott meg a Toshiba, ami nagyjából 30-60-szoros teljes újraírhatóságot jelentene. Ennek fényében az ilyen SSD inkább az olvasás intenzív területekre lehet megfelelő, az első QLC-alapú termékek legkorábban jövőre kerülhetnek piacra.

Új vállalati SSD-k

A QLC mellett a jól bevált MLC-ről sem feledkezett meg a Toshiba. A cég ZD6300-as sorozata 19 nanométeres eMLC NAND-okat használ, így írásintenzív környezetbe is megfelelő lehet. A széria két alrészre bomlik, míg a Max Capacity inkább a kapacitást helyezi előtérbe, addig a jelölés nélküli modellek a terhelhetőségre mennek rá.

Machine learning és Scrum alapozó képzések indulnak! (x) A HWSW októberben induló gyakorlatorientált, 10 alkalmas, 30 órás online képzéseire most early bird kedvezménnyel lehet regisztrálni!

Ezzel utóbbi az 5 éves garanciaidőn belül naponta háromszor újraírható, ami összesen 35 petabájtot jelent a legnagyobb, 6400 gigabájtos modell esetében. A kapacitásra kihegyezett modellek ennek csak a harmadát tudják, cserébe a legnagyobb modell 7680 gigabájtos.

A vezérlő szerepét a PMC-Sierra "Princeton" tölti be, mely négy sávos PCIe 3.0 felületen kommunikál a rendszer többi komponensével, miközben az NVMe (1.1b) támogatás sem marad el. A maximális olvasási sebesség 2,9 GB/s, az írási tempó pedig legfeljebb 1,4 GB/s lehet. A 6300-as sorozat U.2 csatolós, 2,5 hüvelykes, illetve PCI Express HHHL kártya formájában is piacra kerül, míg a Max Capacity modellek csak előbbi formátumban jellenek meg. Az SSD-k AES-256 titkosítás mellett áramkimaradás elleni védelemmel, és dual-port támogatással is rendelkeznek, a legnagyobb a kapacitású modellek ára 12 000 dollár körül alakul.

a címlapról