Flash-Speicher am Scheideweg

Für Hersteller von Flash-Speichern ist dies möglicherweise die beste und die schlechteste Zeit. Einerseits verwenden wir nicht nur immer mehr Flash-Speicher in unseren Telefonen, Tablets und zunehmend in unseren Notebooks, sondern Flash ist zu einem integralen Bestandteil der meisten großen Rechenzentrums-Systeme geworden, vom Speicher bis hin zu Unternehmensservern. Gleichzeitig scheint die Technologie, die es ermöglicht hat, dass Flash-Speicher in den letzten Jahren so allgegenwärtig geworden ist und die Preise so schnell gesunken sind, ihrem Ende zu nähern.

Beide Trends waren letzte Woche auf dem jährlichen Flash Memory Summit zu sehen.

Vielleicht ist die große Neuigkeit, wie integriertes Flash in die Unternehmenssysteme gelangt. Lange Zeit sahen wir SSDs, die im selben Formfaktor wie Festplatten flashen, gemischt mit einer viel größeren Anzahl traditioneller Festplatten, mit einer Software, die "Tiering" bereitstellt, um die am häufigsten verwendeten Daten auf die schnelleren SSDs und zu übertragen die weniger häufig verwendeten Daten auf langsamen Laufwerken. Jetzt sehen wir verschiedene Ansätze für reine Flash-Appliances.

Zum Beispiel erklärte Jason Taylor von Facebook in einer Keynote, wie das Unternehmen Flash in einigen Systemen als Cache, als primären Speicher in seiner Datenbank und als RAM-Alternative in einigen Indexservern verwendet. Er erklärte, dass Nachrichten, die Sie für zwei Tage benötigen, von All-RAM-Servern stammen. Wenn Sie zwei Wochen voller Neuigkeiten brauchen, kommt es von Flash.

Viele Unternehmen haben Alternativen zu herkömmlichen SSDs, darunter einige bekannte Player wie Fusion-io und XtremIO, die von EMC übernommen wurden. IBM hat kürzlich einen Flash-Server namens FlashAhead angekündigt, der auf der Technologie von Texas Memory Systems basiert.

Auf der Messe gab es mehrere interessante Ansätze. Zum Beispiel erstellt Skyera ein All-Flash-Array auf der Basis von MLC-Flash, das in der Regel zwei Datenbits in jeder Zelle enthält und daher kostengünstiger, aber nicht ganz so robust ist wie der verwendete Single-Level-Cell- oder SLC-Flash in vielen Enterprise-SSDs. Unter Verwendung seines eigenen Controllers führte das Unternehmen ein 1U-Gehäuse mit der Bezeichnung skyEagle ein, das bis zu 500 TB Speicherplatz bietet und 5 Millionen IOps (Eingabe / Ausgabe-Vorgänge pro Sekunde) für 1, 99 US-Dollar pro GB-Format erzeugen kann.

Alle zeigten SSDs zu neuen und besseren Preisen. Samsung, der behauptet, der größte Verkäufer von SSDs zu sein, hat eine neue Consumer-Produktlinie namens 840 EVO vorgestellt, die auf 19-nm-TLC-Speicher (Drei-Ebenen-Zellen) umsteigt und jetzt über 1 GB DRAM-Cache verfügt. Dies ist in einer Vielzahl von Größen erhältlich, einschließlich einer 250-GB-Version mit einem Listenpreis von 189, 99 USD und einer 1-TB-Version mit einem Listenpreis von 649, 99 USD. Das ist eine Menge Geld für Verbraucherspeicher, aber deutlich unter 1 USD / GB, ein ziemlich beeindruckender Schritt.

Einige Unternehmen hatten einige innovative Wendungen in Bezug auf das Problem. Micron zeigte, wie der Controller in einer SSD eingesetzt werden kann, um die Suche in MySQL zu beschleunigen, und behauptete, die doppelte Leistung von Standard-SSDs zu haben.

Apropos SSDs: Die Geschwindigkeit von Enterprise-SSDs steigt mit Schnittstellen von 6 Gbit / s auf 12 Gbit / s. Während Unternehmenssysteme zunehmend auf Lösungen wie PCIe-Karten mit Flash-Speicher setzen, werden SSDs für Endverbraucher immer kleiner, und viele Unternehmen, darunter auch Intel, sprechen über den neuen m.2-Formfaktor, der viel kleiner ist als die herkömmliche 2, 5-Zoll-Festplatte Festplatten oder sogar mSATA.

Die Festplattenanbieter erwerben alle Unternehmen mit Flash-Kenntnissen und nutzen diese, um sowohl SSDs als auch Hybrid-Laufwerke zu erstellen - solche, die sowohl Flash- als auch sich drehende magnetische Medien enthalten. Der von Western Digital übernommene SSD-Softwarehersteller VeloBit ist dabei, STEC zu übernehmen, während Seagate an DensBits, das Controller herstellt, und Virident, das Flash-basierten PCIe-Speicher herstellt, beteiligt ist. Der dritte verbleibende Hersteller von Festplatten, Toshiba, ist einer der größten Hersteller von Flash-Speichern.

An der Technologiefront war jedoch nicht alles so rosig. Es ist ziemlich klar, dass die grundlegende Technologie, mit der die Branche Flash-Speicher herstellt, das sogenannte "Floating Gate NAND", an seine Grenzen stößt. Die meisten Hersteller haben Probleme, Arbeitsversionen unter 16 nm bis 19 nm zu erstellen. Wir haben gehört, dass Floating Gate NAND bereits an seine Grenzen gestoßen ist, aber jetzt scheint es sehr schwierig zu werden, mit kleineren Geometrien zu produzieren, insbesondere aufgrund der Verzögerungen bei Lithografieanlagen für ultraviolette Strahlung (EUV).

Die häufigste Alternative ist das "vertikale NAND", bei dem Samsung mit der Veröffentlichung des ersten kommerziellen Produkts, dem 3D-Flash "V-NAND", viel Aufmerksamkeit auf sich zog. Anstelle des gemeinsamen planaren NAND mit einem Floating-Gate zum Abfangen der Elektronen in der Speicherzelle werden mehrere Schichten von Speicherzellen verwendet, von denen jede einen dünnen Film verwendet, der als Ladungsfalle bezeichnet wird, um die Elektronen zu speichern. Das Design, die Materialien und die Struktur sind sehr unterschiedlich.

Samsungs erstes V-NAND-Produkt, das bereits in der Produktion ist, wird ein 24-Lagen-Chip sein, der 128 Gbit speichert. Das Unternehmen beabsichtigt, diesen Wert bis 2017 auf 1 TB-Chips zu erhöhen. Einer der großen Vorteile dabei ist die Verwendung von Standardlithografie (größer als 30 nm, obwohl Samsung keine bestimmte Größe angegeben hat), sodass keine EUV-Tools erforderlich sind. Mit der Zeit sollte die Dichte zunehmen, indem die Anzahl der Schichten erhöht wird, anstatt nur die Zellgröße durch Lithographie zu verkleinern.

Samsung zeigte die erste V-NAND-SSD, ein 2, 5-Zoll-SATA-6-Gbit / s-Laufwerk mit 480 GB- und 960 GB-Kapazität, das laut Angaben des Unternehmens 20 Prozent schneller ist und 50 Prozent weniger Strom verbraucht als aktuelle SSDs.

Die anderen Blitzhersteller scheinen nicht weit dahinter zu sein. Toshiba und SanDisk, die bei der Flash-Produktion zusammenarbeiten, behaupten, Toshiba habe tatsächlich das vertikale NAND erfunden, sind jedoch überzeugt, dass die Zwei- und Drei-Bit-Lösungen der nächsten Generation "1Y" für den Markt vorerst sinnvoller sein werden. Micron und Intel, die auch im Bereich Flash-Speicher zusammenarbeiten, geben an, dass sie über das Know-how für die Herstellung von 3D-NAND verfügen. Derzeit konzentrieren sie sich jedoch auf herkömmlichere planare 16-nm-Flash-Speicher, da diese kostengünstiger sind. Aber Micron sagte, es arbeite an einem 256-Gbit-Chip, der auf 3D-NAND basiert. SK Hynix sprach über seinen 16-nm-MLC-NAND-Flash, zeigte aber auch einen 3D-NAND-Wafer an seinem Stand. Das Unternehmen gab bekannt, dass bis Ende dieses Jahres ein 128-Gb-Chip in Produktion sein wird, dessen Volumen nächstes Jahr ansteigen wird.

Die meisten Beobachter gehen davon aus, dass die Menge an vertikalem NAND in den nächsten Jahren relativ gering sein wird, wobei traditioneller planarer Flash den Markt weiterhin dominieren wird, aber dass vertikales NAND zwischen 2016 und 2018 ein viel größerer Teil des Marktes für nichtflüchtige Speicher sein wird Aber zu diesem Zeitpunkt sollten andere Alternativen für das Gedächtnis auf den Markt kommen.