Solidigm, ein ehemaliges Flash-Speicherunternehmen von Intel, das von SK Hynix übernommen wurde, stellte auf dem Flash Memory Summit 2022 einen funktionierenden SSD-Prototypen vor, der auf einem neuen Flash-Speichertyp namens PLC (Penta-Level Cell) NAND basiert. Diese Flash-Speichertechnologie ermöglicht die Speicherung von fünf Informationsbits pro Zelle, wodurch eine höhere Dichte von Speicherchips bereitgestellt wird.
Mit PLC NAND können Sie mehr Daten speichern als mit allen gängigen Flash-Speicheroptionen: QLC (vier Bits pro Zelle), TLC (drei Bits pro Zelle), MLC (zwei Bits pro Zelle) und SLC (ein Bit pro Zelle). Aus diesem Grund öffnet der SPS-Speicher den Weg zu einer weiteren Reduzierung der Kosten für das Speichern von Informationen auf Solid-State-Laufwerken. Mit wachsenden Investitionen in Supercomputing, dem Aufstieg von 5G-Wireless-Netzwerken und der Allgegenwart von KI-Algorithmen glaubt Solidigm, dass der Bedarf an größeren und schnelleren Speichern weiter zunehmen wird. Unter diesen Bedingungen kann die PLC-Flash-Technologie, die im Vergleich zu QLC NAND 25 % mehr Daten auf einem Halbleiterchip bei gleicher Fläche speichern kann, ein geeignetes Mittel sein, um die Kapazität von Solid State Drives zu skalieren.
Wie Sie wissen, sind die elementaren Informationseinheiten Bits mit den Zuständen „Null“ und „Eins“, die im Fall von SSD in NAND-Zellen geschrieben werden. Im Vergleich zu QLC NAND fügt die PLC-Technologie den Zellen zusätzliche Zustände hinzu, wodurch ein weiteres Bit an Informationen hinzugefügt werden kann. Die Technologie im SPS-Speicher verwendet also 32 Zustände von Zellen, die alle möglichen Kombinationen von fünf Einsen und Nullen abdecken.
Je mehr Zustände eine Zelle jedoch einnehmen kann, desto höher ist die Belastung für die Zelle selbst sowie für den SSD-Speichercontroller, der diese Zustände auslesen muss. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Schreib- oder Lesevorgänge, was wiederum zu Datenbeschädigungen führen kann. Um solche Risiken auf SSD-Controller-Ebene zu kompensieren, müssen effizientere Fehlerkorrekturalgorithmen verwendet werden. Bei PLC NAND wachsen die Anforderungen an die Genauigkeit dieser Algorithmen um ein Vielfaches.
Eine Zunahme der Anzahl möglicher Zellzustände wirkt sich auch auf ihre Lebenserwartung aus. Die reduzierte Lebenserwartung von NAND-Zellen bei steigender Speicherdichte ist einer der Gründe, warum selbst QLC-NAND-basierte SSDs als weniger zuverlässig gelten als TLC-NAND-basierte Modelle.
Da die NAND-SPS von Solidigm jedoch auf Intel-Technologie basiert, verwendet sie eine andere Zellarchitektur als die Zellarten, die von anderen Herstellern von NAND-Speicherchips verwendet werden. Sein Flash-Speicher basiert auf Floating-Gate-Transistoren, die laut Solidigm viel besser geeignet sind, die Anzahl der in Zellen gespeicherten Bits zu erhöhen als die allgegenwärtigen Ladungsfallen.
Wann die ersten kommerziellen Produkte auf Basis von PLC NAND auf den Markt kommen, ist derzeit noch nicht bekannt. Western Digital prognostizierte zuvor, dass dies frühestens 2025 geschehen würde.
2022-08-11 02:48:53
Autor: Vitalii Babkin