ЖУРНАЛ СТА №1/2023

Развитие технологий производства флеш-памяти: «доступный – не значит плохой» В статье рассматривается технология 3D NAND, которая позволила существенно увеличить объём хранения данных в твердотельных накопителях. В статье приведены плюсы и минусы перехода на новую технологию, также описывается процесс работы с данной технологией производителя промышленной памяти – компании Innodisk. ОБЗОРЫ СТА 1/2023 6 www.cta.ru Анна Клекот Введение Потребность в больших объёмах хра- нения данных не прекращает расти. На смену производимой ранее планар- ной памяти 2D NAND типа SLC, MLC и iSLC (на базе памяти MLC) пришла тех- нология «вертикальной» флеш-памя- ти – 3D NAND. 3D NAND TLC память ста- новится всё более популярной, в том числе и в промышленном сегменте. Главной причиной такой популярности является то, что она позволяет значи- тельно увеличивать ёмкость накопите- лей при небольшой стоимости. В том числе это обусловлено развитием новых рыночных тенденций, таких как видео- наблюдение, Интернет вещей, и других применений, в которых надо записы- вать и хранить большое количество данных. Более того, технология 3D NAND настолько активно развивается, что за относительно небольшой период выпу- щено уже третье её поколение. Всего на данный момент производится три типа: 64-слойные, 96-слойные и 112-слойные чипы от ведущих мировых производи- телей: Samsung, Micron, Kioxia и Toshiba. Как под новые технологии подстраиваются промышленные производители Технология 3D NAND за последние три года очень активно развивалась. Помимо стандартной коммерческой памяти, появилась промышленная с 3000 циклами перезаписи, что сопоста- вимо с памятью типа MLC, и серверная память, в которой заявляется уже до 10 000 циклов перезаписи на ячейку (достигается программным способом). Также компанией Innodisk начато про- изводство памяти iSLC, построенной на базе памяти TLC. iSLC (так называемая компромиссная память) является промежуточным вари- антом и позволяет использовать физи- ческую память TLC в течение более дли- тельного срока, т.е. программным обра- зом достигается значение до 30 000 цик- лов перезаписи для одной ячейки. Ком- пания Innodisk предлагает различные форм-факторы накопителей, которые производятся на базе данного типа па- мяти, – от компактных карт Micro SD до полноразмерных накопителей формата 2,5 ″ . Это серии 3IE7 и 3IE6-P ёмкостью до 640 ГБ, в том числе с расширенным диа- пазоном рабочей температуры от –40 до +85°С. Преемственные серии наделены всеми основными преимуществами своих старших аналогов на базе памяти MLC, а заявленное количество циклов перезаписи даже превосходит их, не- смотря на более низкую стоимость. Серии 3IE7 и 3IE6-P имеют следую- щие программные и аппаратные пре- имущества: ● iData guard – программно-аппарат- ный комплекс, который позволяет контролировать целостность данных при сбоях питания; ● iPower guard – контроль состояния питания, отслеживание скачков на- пряжения и пропадания питания; ● ETEP – система контроля целостности данных при их передаче от момента получения до передачи контролле- ром в ячейку, т.е. сквозная система защиты данных; ● iCell – применение суперконденсато- ров для хранения данных на период небольшого количества времени при пропадании питания и для безопас- ного завершения работы; ● Write protect – защита данных от несанкционированной записи/сти- рания. По своей сути, технология iSLC пред- ставляет собой гибрид технологий 3D TLC и SLC, где производительность и надёжность близка к уровню SLC, а стоимость и доступность – к 3D TLC. Максимальное количество циклов пе- резаписи у накопителей Innodisk c па- мятью типа SLC составляет 100 000, а для памяти типа 3D TLC – 30 000, при этом стоимость отличается до 10 раз, а чипы не являются дефицитными, учитывая тот факт, что производст- венные мощности ориентированы на массовое производство вертикальной памяти. Тестирование накопителей серий 3IE7 и 3IE6-P демонстрирует значи- тельную разницу в количестве фикси- руемых ошибок, требующих проверки и исправления. Их количество в два