Komputery i laptopy

Kioxia testuje pamięci zapisujące 7 bitów w komórce. Tylko kto kupi taki SSD?

KP
Kamil Pieczonka
9

Rozmiary dysków SSD nie mogą rosnąć w nieskończoność, bo producenci muszą mierzyć się z wieloma ograniczeniami. Począwszy od litografii, przez technikę zapisu danych. Kioxia przełamała w tym aspekcie kolejną barierę ale trudno będzie jej to rozwiązanie skomercjalizować.

Im więcej bitów w komórce tym gorzej

Metod na produkcję większych dysków SSD jest kilka. Po pierwsze wraz z rozwojem procesu litografii, układy scalone z komórkami NAND mogą być mniejsze, więc zmieści się ich na płytce PCB więcej, ale wpływa to wyraźnie na koszty takiego dysku. Można też zwiększać liczbę warstw komórek NAND w jednym chipie, wiele firm stosuje układy, które mają ponad 100 warstw i nie jest to jeszcze ich ostatnie słowo. Ta metoda jest mniej kosztowna, choć wymaga bardziej skomplikowanego kontrolera, który zapisuje i odczytuje dane.

Wreszcie najczęściej stosowaną w ostatnich latach metodą zwiększania pojemności pamięci NAND w dyskach SSD jest zapisywanie większej liczby bitów w komórce niż jeden. Początkowo dyski SSD typu SLC zapisywały tylko 1 bit na komórkę, czyli albo było w niej napięcie albo nie. Takie dyski były bardzo trwałe i szybkie, bo odczytanie jednego stanu napięcia jest stosunkowo łatwe. Niestety w związku z tym ich pojemność jest mocno ograniczona i dlatego dzisiaj duże dyski SLC są bardzo drogie i dostępne w zasadzie tylko do zastosowań profesjonalnych.

Chwilę później pojawiły się jednak technologie zapisu większej liczby bitów w komórce. Dzisiaj najpopularniejsze dyski mają pamięci TLC (Triple Level Cell), czyli zdolne do zapisu 3 bitów danych w komórce. Oznacza, to że przy takiej samej ilości materiałów taki dysk może zapisać 3 razy więcej danych niż dysk SLC.  Odbywa się to jednak kosztem trwałości, aby zapisać 3 bity w komórce, musimy rozróżnić w niej aż 8 stanów napięcia. Komórki oczywiście degradują się z czasem, dlatego większość dysków TLC ma żywotność określaną na 3000-5000 cykli zapisu/kasowania, co dla większości z nas i tak jest wystarczające.

7 bitów w komórce to 128 stanów napięcia

Trudność rośnie jednak wykładniczo. Dla 4 bitów w komórce mamy już 16 stanów napięcia (2^4) i choć takie dyski są już normalnie produkowane, to raczej zaleca się tworzyć z nich tylko magazyny danych. Producenci już eksperymentują z dyskami pięciobitowymi, ale Kioxia postanowiła iść jeszcze o krok dalej. W swoich laboratoriach stworzyła pamięci NAND pozwalające na zapisanie 7 bitów w jednej komórce. Oznacza to, że kontroler musi rozpoznać jeden ze 128 stanów napięcia (2^7). To nie lada wyczyn, choć osiągnięty w bardzo specyficznych warunkach i prawdopodobnie tylko dla sportu.

Zwiększenie pojemności przez zapisanie 7 bitów w komórce zamiast 5 wynosi dla uproszczenia 40%, ale skala trudności rośnie z 32 do 128 stanów napięcia, czyli czterokrotnie. Aby tego dokonać Kioxia musiała schłodzić specjalnie stworzoną pamięć NAND do -196 stopni Celsjusza (kąpiel w ciekłym azocie) aby zachować jak największą stabilność napięć. W dodatku konieczne było zastosowanie specjalnego kontrolera. Odczyt czy zapis jednego ze 128 stanów napięcia nie należy do prostych czynności. Taki kontroler musi być bardzo skomplikowany co może podnosić koszty zjadając potencjalne zyski z większej pojemności dysku. Co więcej jest też zapewne bardzo wolny, ale tymi danymi Kioxia już się nie podzieliła.

Wygląda więc na to, że w najbliższym czasie raczej nie spotkamy w sklepach dysków SSD zdolnych do zapisu 7 bitów w komórce, choć pewnie eksperymenty będą trwać nadal, na tym przecież polega rozwój technologii.

źródło: PC Watch

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu

Więcej na tematy:

news