Les meilleurs SSD actuellement sur le marché utilisent Mémoires TLC ou alors QLC. Kioxia (anciennement Toshiba Memory) a été le premier producteur de NAND 3D commencer à parler de souvenirs API (Cellule de niveau Penta) à 5 bits par cellule (5bpc) en 2019. Les scientifiques et ingénieurs de Kioxia ne voulaient certainement pas se reposer sur leurs lauriers et cette année ils ont montré comment fonctionnent les mémoires 3D NAND 6bpc – Cellule de niveau hexa ou alors HLC – et ils croient que le 3D NAND 8 bpc – Cellule de niveau octa ou alors VIEILLE – sont possibles. Mais il y a des choses importantes à considérer.
Crédit : Kioxia
Pour stocker plus d’un bit par cellule, les mémoires NAND doivent contenir plusieurs niveaux de tension distincts. Par exemple, les MLC ont quatre niveaux de tension par cellule, TLC utilise huit niveaux de tension, QLC a seize niveaux de tension et PLC en a trente-deux. Pour stocker six bits par cellule (HLC), il faut donc utiliser 64 niveaux de tension. Pour fabriquer de la NAND 3D avec de telles cellules, les fabricants doivent relever de multiples défis. Vous devez trouver les bons matériaux qui peuvent gérer le stockage de 64 niveaux de tension différents et être capables de les distinguer. Cela signifie que les États ne peuvent pas interférer les uns avec les autres. Le contrôle de la température est également important et il devient de plus en plus difficile à faire à mesure que le nombre de bits par cellule augmente.
Pour démontrer la faisabilité des mémoires HLC, les scientifiques de Kioxia ont pris une puce mémoire NAND 3D existante et immergé dans l’azote liquide (77K, -196°C) pour éliminer la détérioration des cellules causée par les cycles de réécriture. Les températures extrêmement basses ont également contribué à réduire le besoin de films isolants, à réduire les exigences de tension et à stabiliser les matériaux. Dans l’ensemble, ces opérations ont amélioré les propriétés physiques et les processus qui se déroulent dans les circuits intégrés.
Les scientifiques de Kioxia ont déclaré que non seulement ils étaient capables d’écrire et de lire six bits de données dans une cellule et de les stocker de manière fiable pendant 100 minutes, mais ils ont également atteint une durée de vie de 1 000 cycles de programmation / effacement (P / E). Bien sûr, cela est en grande partie dû à la température de -196°C. Dans des conditions normales, la durée de vie de la mémoire 3D NAND HLC serait d’environ 100 cycles P/E, selon les estimations. Des collègues de PC Watch ont rapporté que Kioxia a présenté les résultats de l’expérience au 5e conférence IEEE sur la technologie et la fabrication des dispositifs électroniques (EDTM 2021) en avril 2021 (numéro de soumission : WE2P4-5).
crédit: unsplash.com
Les mémoires 3D NAND PLC n’ont pas encore été commercialisées e Numérique occidental (partenaire de fabrication de Kioxia) pense qu’il n’aura de sens de le faire que pour quelques SSD après 2025. Western Digital dit également que les API 3D NAND introduisent trop de problèmes pour une augmentation de densité de seulement 25 %. En revanche, les HLC 3D NAND augmentent la densité des mémoires flash de 50 % par rapport aux QLC 3D NAND, il est donc plus susceptible d’être commercialement viable. De plus, les scientifiques de Kioxia pensent que même huit bits par cellule avec 256 niveaux de tension sont technologiquement possibles. La tâche des scientifiques et des développeurs est maintenant de trouver les bons matériaux, la conception et les contrôleurs pour rendre 3D NAND HLC et OLC opérationnels et commercialement viables à température ambiante.
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