Memoria flash a un bivio

Per i produttori di memoria flash, ora potrebbe essere il migliore dei tempi e il peggiore dei tempi. Da un lato, non solo stiamo usando sempre più memoria flash nei nostri telefoni, tablet e sempre di più nei nostri computer portatili, ma il flash è diventato parte integrante della maggior parte dei grandi sistemi di data center, dall'archiviazione ai server aziendali. Allo stesso tempo, la tecnologia che ha permesso alla memoria flash di diventare così onnipresente e di abbassare il prezzo così rapidamente negli ultimi anni sembra avvicinarsi alla sua fine.

Entrambe le tendenze erano in mostra al Summit annuale sulla memoria flash della scorsa settimana.

Forse la grande novità è come il flash integrato sta entrando nei sistemi aziendali. Per molto tempo, abbiamo visto gli SSD lampeggiare nello stesso fattore di forma dei dischi rigidi, mescolati con un numero molto maggiore di dischi rigidi tradizionali, con il software che fornisce "tiering" per mettere i dati utilizzati più frequentemente sugli SSD più veloci e i dati utilizzati meno frequentemente su unità che rallentano. Ora vediamo alcuni approcci diversi agli apparecchi solo flash.

Ad esempio, Jason Taylor di Facebook ha spiegato in un keynote come la società utilizza flash come cache in alcuni sistemi, flash come memoria principale nel suo database e come alternativa RAM in alcuni server di indicizzazione. Ha spiegato che se hai bisogno di notizie per due giorni, provengono da tutti i server RAM; se hai bisogno di due settimane di notizie, viene dal flash.

Molte aziende hanno alternative ai tradizionali SSD, tra cui diversi player noti come Fusion-io e XtremIO, acquisiti da EMC. IBM ha recentemente annunciato un server all-flash noto come FlashAhead, basato sulla tecnologia di Texas Memory Systems.

Allo spettacolo, c'erano diversi approcci interessanti. Ad esempio, Skyera sta creando un array all-flash basato sul flash MLC, che in genere contiene due bit di dati in ciascuna cella, quindi è meno costoso ma non abbastanza robusto come il flash a cella singola o SLC utilizzato in molti SSD aziendali. Utilizzando il proprio controller, l'azienda ha introdotto un enclosure 1U noto come skyEagle, che può contenere fino a 500 TB e può creare 5 milioni di IOps (operazioni di input-output al secondo) per $ 1, 99 per GB formattato, un prezzo ragionevole per gli array di archiviazione aziendali.

Tutti mostravano SSD a prezzi nuovi e migliori. Samsung, che afferma di essere il più grande venditore di SSD, ha introdotto una nuova linea di consumatori nota come 840 EVO, che passa alla memoria TLC a 19 nm (cella a tre livelli) e ora viene fornito con 1 GB di cache DRAM. Questo è disponibile in una varietà di dimensioni, tra cui una versione da 250 GB con un prezzo di listino di $ 189, 99 e una versione da 1 TB con un prezzo di listino di $ 649, 99. Sono un sacco di soldi per l'archiviazione dei consumatori, ma sono ben al di sotto di $ 1 / GB, una mossa piuttosto impressionante.

Alcune aziende hanno avuto alcuni colpi di scena innovativi sul problema. Micron ha mostrato come il controller in un SSD potrebbe essere sfruttato per accelerare le ricerche in MySQL, affermando il doppio delle prestazioni degli SSD standard.

Parlando di SSD, la velocità degli SSD aziendali sta migliorando, con interfacce che passano da 6 Gbps a 12 Gbps. E mentre i sistemi aziendali sono sempre più alla ricerca di soluzioni come schede PCIe piene di memoria flash, gli SSD di consumo stanno diventando più piccoli, con molte aziende tra cui Intel che parlano del nuovo fattore di forma m.2, che è molto più piccolo del tradizionale hard da 2, 5 pollici unità disco o addirittura mSATA.

I fornitori di dischi rigidi stanno acquisendo tutte le aziende con esperienza flash e utilizzandole per creare sia unità SSD che unità ibride, quelle che includono supporti magnetici sia flash che spinning. Western Digital ha acquisito il produttore di software SSD VeloBit ed è in procinto di acquisire STEC, mentre Seagate ha quote in DensBits, che produce controller e Virident, che produce storage PCIe basato su Flash. Il terzo produttore rimanente di dischi rigidi, Toshiba, è uno dei maggiori produttori di memorie flash.

Sul fronte della tecnologia, però, non tutto era così roseo. È abbastanza chiaro che la tecnologia di base che l'industria ha utilizzato per produrre memoria flash, quella che è nota come "floating gate NAND", sembra raggiungere il suo limite, con la maggior parte dei produttori che hanno difficoltà a creare versioni funzionanti da 16 nm a 19 nm. Abbiamo sentito che la porta galleggiante NAND ha già raggiunto i suoi limiti in precedenza, ma ora la produzione con geometrie più piccole sembra essere diventata molto difficile, soprattutto a causa dei ritardi nelle apparecchiature di litografia extra ultravioletta (EUV).

L'alternativa più comune qui è "NAND verticale" in cui Samsung ha attirato molta attenzione con il rilascio di quello che dovrebbe essere il primo prodotto commerciale, il suo flash 3D "V-NAND". Invece della comune NAND planare con un gate flottante per intrappolare gli elettroni nella cella di memoria, questo utilizza più strati di celle di memoria, ognuno dei quali utilizza un film sottile chiamato trappola di carica per immagazzinare gli elettroni. Il design, i materiali e la struttura sono tutti molto diversi.

Il prodotto V-NAND iniziale di Samsung, che è già in produzione, sarà un chip a 24 strati che memorizza 128 Gbit, con la società che mira ad aumentare questo chip a 1 TB entro il 2017. Uno dei grandi vantaggi qui è che utilizza la litografia standard (maggiore di 30 nm, anche se Samsung non ha specificato una dimensione specifica), quindi non richiede strumenti EUV. Nel tempo, questo dovrebbe aumentare di densità aumentando il numero di strati, invece di ridurre le dimensioni delle cellule attraverso la litografia.

Samsung ha mostrato il primo SSD V-NAND, un'unità SATA da 6 Gbps da 2, 5 pollici disponibile con capacità da 480 GB e 960 GB, che secondo la società sarebbe più veloce del 20% e consumerebbe il 50% in meno rispetto agli attuali SSD.

Gli altri produttori di flash non sembrano molto indietro. Toshiba e SanDisk, che collaborano alla produzione di flash, sostengono che Toshiba abbia effettivamente inventato la NAND verticale, ma è convinto che per ora le sue soluzioni a due e tre bit "1Y" di prossima generazione avranno più senso per il mercato. Micron e Intel, che collaborano anche con la memoria flash, affermano entrambi di avere le competenze per creare 3D NAND, ma per ora si stanno concentrando su un flash planare 16nm più tradizionale, poiché affermano che è più conveniente. Ma Micron ha detto che sta lavorando su un chip da 256 Gb basato su 3D NAND. SK Hynix ha parlato del suo flash NAND MLC a 16 nm, ma ha anche mostrato un wafer NAND 3D nella sua cabina, e la società ha dichiarato che un chip da 128 Gb sarà in produzione entro la fine di quest'anno e aumenterà di volume l'anno prossimo.

La maggior parte degli osservatori ritiene che la quantità di NAND verticale sarà relativamente piccola per i prossimi due anni, con il tradizionale flash planare che continuerà a dominare il mercato, ma che la NAND verticale diventerà una parte molto più grande del mercato della memoria non volatile tra il 2016 e il 2018 Ma a quel punto, dovrebbero venire sul mercato altre alternative per la memoria.