Micron рассматривает нынешний год как возможность модернизировать многие линейки своих продуктов, внедряя новые технологии. Память GDDR5X будет играть важную роль на рынке видеокарт к концу года, она обеспечит рост емкости и пропускной способности. Что касается 3D NAND и планарной флэш-памяти, то здесь Micron выбрала весьма осторожный подход. Вместе с Intel компания разрабатывает 3D NAND, планарная память тоже считается перспективной, что показал недавний анонс чипов NAND с высокой плотностью на 768 Гбит.
Нынешнее состояние 3D NAND позволяет выпускать чипы 256 Гбит MLC и 384 Гбит TLC. Чтобы достичь высокой пропускной способности памяти, чип разделяется на четыре так называемых плана, что в два раза больше предыдущей планарной NAND. SSD емкостью 480 Гбайт может использовать чипы памяти на 256 Гбит с четырьмя планами, что по параллелизму сравнимо с 480-Гбайт SSD на чипах 128 Гбит, опирающихся на два плана. В результате увеличение емкости чипов не приводит к падению пропускной способности.
Схематичный дизайн и модель 3D NAND от Micron
Использование четырех планов звучит легко, но на практике Micron пришлось преодолевать ряд трудностей. Ключевая инновация Micron заключается в создании кристалла с четырьмя планами без существенного увеличения его площади и себестоимости производства по сравнению с двумя планами. Вместо бокового расположения относительно массива памяти, Micron вынесла необходимые соединения под массив памяти. Технология "CMOS Under the Array" предусматривает нижнее расположение и других компонентов чипа памяти, которые отвечают, например, за адресацию и буферы страниц. Теперь 75% подобных компонентов Micron вынесла под массив памяти. Массив памяти трехмерный, но логика CMOS по-прежнему планарная. К ней добавились металлические соединения, а сверху устанавливается массив памяти.
Новая 3D NAND от Micron имеет размер страницы 16 кбайт, стирание ведется блоками 16 Мбайт для MLC и 24 Мбайт для TLC. Поскольку файловые системы и процессоры часто ориентируются на размер блоков 4 кбайт, Micron поддерживает частичное считывание страницы блоками по 4 кбайт, что выполняется быстрее и в два раза эффективнее, чем полное считывание 16 кбайт. Это позволяет повысить производительность случайного считывания блоков по 4 кбайт, которое обычно «проседает» у памяти с большим размером страниц. Значительный размер блоков стирания не влияет напрямую на производительность памяти, данная мера нацелена на повышение эффективности: для стирания необходимо более высокое напряжение, чем требуется при чтении или записи, данная операция выполняется медленнее и большими затратами энергии. Включение подобного механизма приводит к блокировке доступа ко всему плану на 1 мс и дольше, поэтому вполне логично использовать возможность для стирания как можно большего объема флэш-памяти.
Micron планирует в нынешнем году увеличить производство памяти TLC и MLC. Но производство памяти TLC памяти будет нарастать быстрее, и в 2017 году ее будет выпущено значительно больше. Поэтому память TLC будет играть все более значимую роль в потребительских продуктах. То же самое касается объема производства памяти 3D NAND, с четвертого квартала 2016 такой памяти будет производиться больше, чем планарной. В нынешнем квартале первые партнеры уже получили тестовые образцы, готовые продукты ожидаются в июне. Micron пока не объявила конкретных продуктов, но обещает доступные решения, в том числе 2,5" SSD на 2 Тбайт или односторонний M.2 SSD н 1 Тбайт. К концу 2016 года компания планирует усилить свои позиции на корпоративном сегменте. Первое поколение памяти 3D NAND Micron нацеливает на накопители SAS и PCI Express SSD емкостью 8 Тбайт и выше.
До лета Micron планирует начать производства памяти 3D NAND 2-го поколения. Но массовое производство в нынешнем году не планируется. Как утверждает Micron, 2-е поколение памяти будет примерно на 30 процентов дешевле в расчете на гигабайт, чем первое поколение, которое, в свою очередь, на 25 процентов дешевле планарной NAND. Теперь остается дождаться массового производства памяти Micron и появления на рынке первых продуктов на памяти 3D NAND от Micron, не только от самой компании, но и от партнеров.