Nová generace paměti 3D NAND od společnosti Micron, jejíž sériová výroba má začít ve druhé polovině roku 2027, přinese tři zásadní výhody. Zdvojnásobí hustotu ukládání dat, zvýší výkon vstupně-výstupního rozhraní o 50 procent oproti současné generaci a sníží spotřebu energie. Firma to oznámila na akci, kterou pořádala tento týden. K dosažení těchto ambiciózních cílů se Micron inspiruje u čínské společnosti YMTC a zavede technologii spojování křemíkových desek (wafer-on-wafer bonding). Zároveň vyvíjí nové materiály a hustší architektury paměťových buněk, aby mohla škálování 3D NAND pokračovat i po generaci G11.
Scott DeBoer, prezident a ředitel pro technologie a produkty společnosti Micron, uvedl, že firma vždy plánovala zavést spojování desek ve chvíli, kdy to bude cenově výhodné a přinese to vlastnosti potřebné pro tehdejší produktové specifikace, a že tato chvíle nyní nastala. „Technologie G11 je tedy nejpokročilejší NAND na světě,“ prohlásil DeBoer a dodal, že výroba se rozjede ve druhé polovině příštího roku.
G11: přes 400 vrstev a spojování desek
Paměť G11 představuje výrazný pokrok oproti současné generaci G9 (N160). Micron očekává přibližně dvojnásobnou bitovou hustotu oproti G9, což by podle odhadu Tom’s Hardware mohlo znamenat posun z 21 Gb/mm² na 42 Gb/mm² u paměti typu TLC, a tedy výrazný náskok před pamětmi Kioxia BiCS10 nebo Samsung V10. Rychlost rozhraní se má zvýšit až o 50 procent, pravděpodobně z 3 600 MT/s na 5 400 MT/s, a spotřeba energie na přenos jednoho bitu má klesnout o více než 25 procent. Tato čísla jsou ovšem zčásti odhadem redakce, nikoli oficiálně potvrzenými údaji. Vylepšení by měla prospět jak klasickým velkokapacitním SSD pro běžné počítače a datová centra, tak nově vznikajícím úložištím zaměřeným na AI, která vyžadují vyšší propustnost a energetickou účinnost.
Klíčovou novinkou je zmíněné spojování desek, které Micronu umožňuje vyrábět různé části paměti na samostatných deskách pomocí odlišných výrobních procesů. Paměťové pole vzniká na novém uzlu 3D NAND, zatímco obvody periferie a rozhraní se vyrábějí logickým procesem, a obě části se následně spojí dohromady. Firma sice už několik generací používá architekturu CMOS pod polem, spojování desek však přináší větší volnost pro nezávislou optimalizaci paměťového pole i řídicí logiky, což by při úspěchu znamenalo vyšší kapacitu i výkon.
Další důležitou změnou je přechod na více než 400 vrstev. Micron neprozradil přesný počet aktivních vrstev ani počet paměťových „pater“, uvádí však, že technologie nabídne v oboru nejmenší rozteč paměťových buněk. Zvýšení hustoty tak zřejmě vyplyne jak z většího počtu vrstev, tak z menších rozměrů buněk. Další technické podrobnosti o G11 chce firma zveřejnit v roce 2027, blíže k zahájení velkosériové výroby.
Po G11: nové materiály a hustší buňky
Micron bude i nadále škálovat 3D NAND ve všech třech rozměrech, nikoli jen přidáváním vrstev. Zatímco dříve se zvyšování hustoty opíralo hlavně o další vrstvy, budoucí generace budou vyžadovat i zmenšování buněk v osách X a Y, aby se zvýšila hustota a zároveň se udržela složitost výroby pod kontrolou. Firma proto vyvíjí materiály s vysokou pohyblivostí nosičů náboje, ultrahusté architektury buněk a energeticky úspornější součástky a datové cesty. Tyto technologie by mohly zlepšit vlastnosti tranzistorů, umožnit další zmenšení buněk a snížit energii potřebnou k přesunu dat uvnitř paměti.
DeBoer uvedl, že firma má pro období po G11 silný plán zaměřený na nové materiály, zhušťování architektury buněk a škálování ve všech třech osách, a zdůraznil, že směr celého odvětví i Micronu spočívá jak v přidávání vrstev, tak ve zmenšování buněk. Konkrétní architektonické detaily, cíle hustoty ani harmonogram výroby generací po G11 však firma nezveřejnila. Jelikož je přidávání aktivních vrstev pravděpodobně nejsnazší cestou ke zvýšení kapacity, nelze čekat, že by závod o nejvyšší počet vrstev v příštích letech výrazně zpomalil, zejména vzhledem k silné poptávce po úložištích založených na 3D NAND.
Zdroj: tomshardware.com
