- Pomnilnik 3D NAND zlaga celice navpično, da poveča gostoto shranjevanja brez ogrožanja celovitosti podatkov.
- Obstajajo različne vrste NAND (SLC, MLC, TLC in QLC), vsaka s svojimi prednostmi v zmogljivosti, zmogljivosti in vzdržljivosti.
- Ključne prednosti 3D NAND vključujejo večjo hitrost, energetsko učinkovitost in daljšo življenjsko dobo v primerjavi z 2D NAND.
- Glavne znamke še naprej izpopolnjujejo tehnologijo 3D NAND, povečujejo število plasti in optimizirajo zmogljivost.
V svetu digitalnega shranjevanja se je tehnologija nenehno razvijala, da bi ponudila večje zmogljivosti in boljše delovanje. Eden najpomembnejših dosežkov na tem področju je 3D NAND pomnilnik, ki je revolucioniral trg diskov SSD in drugih pomnilniških naprav.
Ta članek obravnava, kaj je pomnilnik 3D NAND, kako deluje, zakaj je boljši od tradicionalnega NAND ter njegove ključne prednosti in slabosti. Raziskali bomo tudi razlike med različnimi vrstami NAND in njihov vpliv na zmogljivost in dolgo življenjsko dobo naprav za shranjevanje.
Kaj je pomnilnik 3D NAND?
La 3D NAND pomnilnik Gre za razvoj običajnega bliskovnega pomnilnika NAND, v katerem so pomnilniške celice zložene navpično v več plasteh, namesto da bi bile razporejene v dvodimenzionalni ravnini. Ta zasnova omogoča izboljšavo gostota shranjevanja in zmogljivost brez zmanjšanja velikosti pomnilniških celic, kar je ključni dejavnik pri dolgoživosti pomnilniških naprav.
Ta vrsta pomnilnika je znana tudi kot V-NAND (navpični NAND) zaradi strukture skladov, ki nudi večjo energetsko učinkovitost in hitrejše čase branja/pisanja v primerjavi z običajnim pomnilnikom NAND.
Kako deluje pomnilnik 3D NAND
Pomnilnik 3D NAND sledi osnovnim načelom običajnega pomnilnika flash z uporabo tranzistorjev s plavajočimi vrati za shranjevanje podatkov v obliki električnih nabojev. Vendar pa za razliko od planarnega NAND-a 3D NAND razporedi celice v zložen format, kar zmanjša težave z motnjami in izboljša dolgoročno zanesljivost.
Proces programiranja in brisanja podatkov v celici NAND vključuje manipulacijo napetostnih stanj. Vsaka pomnilniška celica vsebuje a krmilna vrata in lebdeča vrata, ki omogočajo shranjevanje in zadrževanje električnih nabojev brez potrebe po stalni moči.
Vrste pomnilnika NAND in njihove razlike
Znotraj tehnologije NAND obstajajo različne klasifikacije glede na število bitov, ki jih lahko posamezna celica shrani. To vpliva na performance, trajnost in coste izdelava naprav.
- SLC (enonivojska celica): shrani en bit na celico, kar zagotavlja večjo vzdržljivost in hitrost. Je najdražja možnost in se uporablja v industrijskih in strežniških okoljih, kjer je zanesljivost ključnega pomena.
- MLC (večnivojska celica): Lahko shrani dva bita na celico, kar zmanjša stroške in poveča zmogljivost shranjevanja, čeprav na račun daljše življenjske dobe in zmogljivosti.
- TLC (Trojna celica): Integrira tri bite na celico, kar omogoča proizvodnjo cenejših enot z večjo zmogljivostjo, vendar s krajšo življenjsko dobo.
- QLC (celica štirih ravni): Shranjuje lahko štiri bite na celico, kar poveča gostoto shranjevanja, vendar tudi zmanjša njegovo zmogljivost in vzdržljivost.
Ko povečamo število bitov na celico, se NAND Postane več ekonomski in omogoča ustvarjanje naprav z večjo zmogljivostjo, vendar z manjšo odpornostjo proti obrabi in počasnejšo hitrostjo dostopa.
Prednosti pomnilnika 3D NAND
Uvedba tehnologije 3D NAND Predstavlja velik korak naprej v smislu zmogljivosti, zmogljivosti in vzdržljivosti. Nekatere njegove glavne prednosti vključujejo:
- Večja gostota shranjevanja: Z navpičnim zlaganjem celic lahko povečate kapaciteto, ne da bi zmanjšali njihovo velikost.
- Boljša uspešnost: Razdalja med celicami je večja, kar zmanjša motnje in izboljša hitrost branja/pisanja.
- Večja energetska učinkovitost: Poraba energije je zmanjšana v primerjavi z dvodimenzionalnim NAND, kar je koristno za prenosne naprave.
- Daljša življenjska doba: Manj motenj in boljša porazdelitev električnega naboja povečata odpornost celice.
Slabosti pomnilnika 3D NAND
Čeprav 3D NAND ponuja številne prednosti, ima pa tudi nekaj pomanjkljivosti, ki lahko vplivajo na njegovo sposobnost preživetja na določenih napravah:
- Visoki stroški izdelave: Proizvodnja čipov 3D NAND Je bolj kompleksen in zahteva napredne procese, kar zviša njegovo ceno.
- Kompromis med zmogljivostjo in vzdržljivostjo: Ko se število bitov na celico poveča (TLC in QLC), se lahko zmanjšata življenjska doba in zmogljivost.
Razvoj pomnilnika NAND in njegova prihodnost
Z leti se je 3D NAND se je iz 24-slojnih naprav razvil v čipe z več kot 160 plastmi v razvoju. Ta trend bo odprl možnost proizvodnje SSD s še večjo kapaciteto brez eksponentnega povečanja stroškov.
Poleg tega z razvojem novih Tehnike odpravljanja napak in optimizacija branja/pisanja, proizvajalci uspevajo povečati dolgo življenjsko dobo teh naprav, saj omogočajo uporabo pomnilnikov TLC ali QLC s podobno zmogljivostjo kot pri prejšnjih generacijah.
Konkurenca med podjetji, kot so Samsung, Micron, SK Hynix in Kioxia, spodbuja razvoj učinkovitejših in cenovno dostopnejših rešitev, ki zagotavljajo, da pomnilnik 3D NAND še naprej igrajo ključno vlogo v prihodnosti digitalnega shranjevanja.
Napredek spomina 3D NAND nam je omogočila povečanje zmogljivosti shranjevanja in hkrati ohranila optimalno zmogljivost. Z zlaganjem celic v več plasti ta tehnologija doseže več gostota y učinkovitost v primerjavi z NAND tradicionalno. Kljub visokim proizvodnim stroškom, 3D NAND je postala primarna izbira za SSD sodobne pametne telefone in druge naprave za shranjevanje, ki ponujajo izjemno kombinacijo hitrosti, zmogljivosti in zanesljivosti.