Flash pomnilnik na razpotju

Proizvajalci bliskovnega pomnilnika so zdaj morda najboljši časi in najslabši časi. Po eni strani ne samo, da v prenosnih računalnikih uporabljamo vse več pomnilnika pomnilnika v svojih telefonih, tabličnih računalnikih in vse pogosteje, ampak je bliskavica postala sestavni del večine velikih podatkovnih centrov, od shranjevanja do podjetniških strežnikov. Hkrati se zdi, da se tehnologija, ki je omogočila bliskovni pomnilnik, da postane tako vseprisotna in tako hitro pade na ceno v zadnjih nekaj letih, bliža koncu.

Oba trenda sta bila na ogled na letnem vrhu Flash Memory prejšnji teden.

Mogoče je velika novica, kako integrirana bliskavica postaja v podjetniških sistemih. Dolgo smo videli, da SSD diski utripajo v istem faktorju oblike kot trdi diski, pomešani z veliko večjim številom tradicionalnih trdih diskov, s programsko opremo, ki zagotavlja "nivoje" za postavitev najpogosteje uporabljenih podatkov na hitrejše diske in manj pogosto uporabljeni podatki o upočasnjenih pogonih. Zdaj vidimo nekaj različnih pristopov do naprav samo za bliskavico.

Na primer, Facebookov Jason Taylor je v uvodnem besedilu pojasnil, kako podjetje uporablja bliskavico kot predpomnilnik v nekaterih sistemih, flash kot primarni pomnilnik v svoji podatkovni bazi in kot alternativo RAM v nekaterih indeksnih strežnikih. Pojasnil je, da če potrebujete novice, ki so vredne dvodnevnih novic, to prihajajo s strežnikov z vsemi RAM-i; če potrebujete dva tedna novice, prihaja iz bliskavice.

Veliko podjetij ima alternative tradicionalnim SSD-jem, med njimi več znanih predvajalnikov, kot sta Fusion-io in XtremIO, ki jih je pridobil EMC. IBM je pred kratkim napovedal strežnik z vsemi bliskavicami, znan kot FlashAhead, ki temelji na tehnologiji podjetja Texas Memory Systems.

Na razstavi je bilo več zanimivih pristopov. Na primer, Skyera ustvarja matriko s celo bliskavico na osnovi bliskavice MLC, ki običajno vsebuje dva bita podatkov v vsaki celici, zato je cenejša, vendar ne tako robustna kot enostopenjska bliskavica ali bliskavica SLC, ki se uporablja v mnogih podjetniških SSD diskih. Družba je z lastnim krmilnikom predstavila ohišje 1U, znano kot skyEagle, ki ima do 500TB in lahko ustvari 5 milijonov IOps (vhodno-izhodne operacije na sekundo) za formatirano 1, 99 USD na GB, kar je ugodna cena za poslovne shranjevalne matrike.

Vsi so pokazali SSD diske po novih in boljših cenah. Samsung, ki trdi, da je največji prodajalec SSD-jev, je predstavil novo potrošniško linijo, znano kot 840 EVO, ki se premika v 19nm TLC (tristopenjski pomnilnik) in ima zdaj 1 GB pomnilnika DRAM. Ta je na voljo v različnih velikostih, vključno z različico 250 GB s cenovno ceno 189, 99 USD in različico 1TB s ceno po ceni 649, 99 USD. To je veliko denarja za shranjevanje potrošnikov, vendar je precej pod 1 USD / GB, precej impresivna poteza.

Nekatera podjetja so imela težavo na področju inovativnosti. Micron je pokazal, kako je mogoče krmilnik na SSD-ju uporabiti za pospešitev iskanj v MySQL, saj je dvakrat zahteval večjo učinkovitost standardnih SSD-jev.

Ko že govorimo o SSD diskih, se hitrost poslovnih SSD diskov izboljšuje, vmesniki pa se gibljejo od 6Gbps do 12Gbps. In medtem ko podjetniški sistemi vse pogosteje iščejo rešitve, kot so kartice PCIe, napolnjene s shranjevanjem bliskavic, je potrošniških SSD diskov manj, saj številna podjetja, vključno z Intelom, govorijo o novem faktorju m.2, ki je veliko manjši od običajnega 2, 5-palčnega trdega diskovne pogone ali celo mSATA.

Vsi prodajalci trdega diska pridobivajo podjetja s strokovnim znanjem bliskavice in to uporabljajo za ustvarjanje SSD-jev in hibridnih pogonov - tisti, ki vključujejo bliskovne in vrteče se magnetne medije. Western Digital je pridobil izdelovalca programske opreme SSD VeloBit in je v postopku pridobivanja STEC, Seagate pa ima vložke v DensBits, ki omogoča krmilnike, in Virident, ki omogoča shranjevanje PCIe na osnovi Flash. Tretji preostali proizvajalec trdih diskov, Toshiba, je eden največjih proizvajalcev pomnilnika flash.

Na tehnološki fronti pa vse ni bilo tako zelo rožnato. Povsem jasno je, da se zdi osnovna tehnologija, ki jo industrija uporablja za izdelavo bliskovnega pomnilnika, tista, kar je znano kot "plavajoča vrata NAND", sega do svoje meje, saj ima večina izdelovalcev težave pri ustvarjanju delovnih različic pod 16nm do 19nm. Že smo slišali, da je NAND s plavajočimi vrati že dosegal svoje meje, zdaj pa se zdi, da je izdelava manjših geometrij zelo težavna, zlasti zaradi zamud pri dodatni litografski opremi za ultravijolično (EUV).

Najpogostejša alternativa je "vertikalni NAND", kjer je Samsung dobil veliko pozornosti z izdajo prvega komercialnega izdelka, njegove 3D "V-NAND" bliskavice. Namesto običajnega ravninskega NAND-a s plavajočimi vrati za lovljenje elektronov v spominski celici ta uporablja več plasti spominskih celic, od katerih vsaka uporablja tanko folijo, imenovano pasti naboja za shranjevanje elektronov. Oblika, materiali in struktura so zelo različni.

Samsungov prvotni izdelek V-NAND, ki je že v proizvodnji, bo 24-slojni čip, ki shranjuje 128 Gbitov, podjetje pa je želelo to povečati na 1Tb čipe do leta 2017. Ena večjih prednosti pri tem je, da uporablja standardno litografijo (več kot 30 nm, čeprav Samsung ni določil posebne velikosti), zato ne potrebuje orodij EUV. Sčasoma naj bi ta naraščala v gostoti s povečanjem števila slojev, namesto da bi s litografijo zgolj zmanjšala velikost celice.

Samsung je pokazal prvi V-NAND SSD, 2, 5-palčni pogon SATA 6Gbps, ki je na voljo v zmogljivostih 480 GB in 960 GB, kar je podjetje povedalo, da bi bilo 20 odstotkov hitrejše in bi porabilo 50 odstotkov manj energije od trenutnih SSD-jev.

Drugi proizvajalci bliskavic se ne zdijo daleč zadaj. Toshiba in SanDisk, ki sodelujeta pri izdelavi bliskavic, trdijo, da je Toshiba dejansko izumila vertikalni NAND, vendar je prepričana, da bodo za zdaj dve generaciji "1Y" dvo- in tri-bitne rešitve za trg bolj smiselne. Micron in Intel, ki sodelujeta tudi v bliskovnem pomnilniku, oba trdita, da imata strokovno znanje za izdelavo 3D NAND-a, vendar se za zdaj osredotočata na bolj tradicionalno 16-nm planarno bliskavico, saj pravijo, da je stroškovno učinkovitejša. Toda Micron je dejal, da deluje na 256Gb čipu, ki temelji na 3D NAND. SK Hynix je govoril o svoji 16nm MLC NAND bliskavici, vendar je na svoji kabini pokazal tudi 3D NAND rezinko, družba pa je povedala, da bo 128Gb čip v proizvodnji do konca letošnjega leta in bo v prihodnosti prihodnje leto večji.

Večina opazovalcev meni, da bo količina navpičnega NAND v naslednjih nekaj letih razmeroma majhna, tradicionalna ravninska bliskavica bo še naprej prevladovala na trgu, a da bo vertikalni NAND med letoma 2016 in 2018 postal veliko večji del trga nehlapnih pomnilnikov Toda do takrat bi morale na trg prihajati druge alternative za spomin.