Флаш памет на кръстопът

За създателите на флаш памет сега може би са най-добрите времена и най-лошите времена. От една страна, не само използваме все повече флаш памет в своите телефони, таблети и все по-често в нашите преносими компютри, но флашът се превърна в неразделна част от повечето големи центрове за данни, от съхранение до сървъри на предприятия. В същото време технологията, която позволи флаш паметта да стане толкова повсеместна и да намалее толкова бързо през последните няколко години, изглежда, наближава своя край.

И двете тенденции бяха показани на годишната среща на върха за флаш памет миналата седмица.

Може би голямата новина е как интегрираната светкавица се получава в корпоративните системи. От доста време виждаме SSD дискове, флаш в същия форм-фактор като твърди дискове, смесени с много по-голям брой традиционни твърди дискове, със софтуер, осигуряващ "подреждане" за поставяне на най-често използваните данни на по-бързите SSD и по-рядко използваните данни за бавни дискове. Сега виждаме няколко различни подхода към уредите, работещи само със светкавица.

Например, Джейсън Тейлър от Facebook обясни в основната бележка как компанията използва флаш като кеш в някои системи, флаш като основна памет в базата данни и като алтернатива на RAM в някои индексни сървъри. Той обясни, че ако имате нужда от новини за два дни, това идва от всички RAM сървъри; ако имате нужда от новини за две седмици, това идва от флаш.

Много компании имат алтернативи на традиционните SSD дискове, включително няколко известни играчи като Fusion-io и XtremIO, които бяха придобити от EMC. Наскоро IBM обяви All-Flash сървър, известен като FlashAhead, базиран на технологията от Texas Memory Systems.

На шоуто имаше няколко интересни подхода. Например, Skyera създава масив с пълна светкавица, базиран на MLC светкавица, който обикновено държи по два бита данни във всяка клетка и така е по-евтин, но не е толкова здрав, колкото използваната флашка на едно ниво или SLC, която се използва в много корпоративни SSD устройства. Използвайки свой собствен контролер, компанията представи 1U корпус, известен като skyEagle, който побира до 500TB и може да създаде 5 милиона IOps (операции за вход-изход в секунда) за форматирани 1, 99 долара за GB, разумна цена за масивите за съхранение на предприятия.

Всички показваха SSD дискове на нови и по-добри ценови точки. Samsung, който твърди, че е най-големият продавач на SSD дискове, представи нова потребителска линия, известна като 840 EVO, която се движи към 19 nm TLC (тристепенна клетка) памет и сега идва с 1 GB кеш на DRAM. Това се предлага в различни размери, включително 250GB версия със списъчна цена от 189, 99 долара и 1TB версия със списъчна цена от 649, 99 долара. Това са много пари за съхранение на потребители, но това е доста под $ 1 / GB, доста впечатляващ ход.

Някои компании имаха иновативни обрати по проблема. Micron показа как контролерът в SSD може да бъде използван за ускоряване на търсенията в MySQL, като твърди два пъти по-висока производителност на стандартните SSD дискове.

Говорейки за SSD, скоростта на корпоративните SSD се подобрява, като интерфейсите се движат от 6Gbps до 12Gbps. И докато корпоративните системи все по-често разглеждат решения като PCIe карти, пълни с флаш хранилище, потребителските SSD устройства стават все по-малки, като много компании, включително Intel, говорят за новия m.2 форм-фактор, който е много по-малък от традиционния 2, 5-инчов твърд дискови устройства или дори mSATA.

Всички доставчици на твърд диск придобиват компании с флаш опит и използват това, за да създават както SSD, така и хибридни устройства - тези, които включват както флаш, така и въртящи се магнитни носители. Western Digital придоби производителя на SSD софтуер VeloBit и е в процес на придобиване на STEC, докато Seagate има дялове в DensBits, което прави контролери, и Virident, което прави Flash-базирано PCIe съхранение. Третият производител на твърди дискове, Toshiba, е един от най-големите производители на флаш хранилища.

На технологичния фронт обаче всичко не беше толкова розово. Доста ясно е, че основната технология, която индустрията използва за създаване на флаш памет, това, което е известно като "плаваща порта NAND", изглежда достига своя лимит, като повечето производители имат проблеми при създаването на работни версии под 16 nm до 19 nm. Ние чухме, че плаваща порта NAND достига своите граници преди, но сега производството на по-малки геометрии изглежда много трудно, особено поради забавянето на допълнителното оборудване за литография с ултравиолетова (EUV).

Най-често срещаната алтернатива тук е „вертикалната NAND“, при която Samsung спечели много внимание с пускането на това, което трябва да бъде първият търговски продукт, неговата 3D „V-NAND“ светкавица. Вместо общата равнинна NAND с плаваща порта за улавяне на електроните в клетката на паметта, това използва множество слоеве клетки от паметта, всеки от които използва тънък филм, наречен капак за зареждане, за да съхранява електроните. Дизайнът, материалите и структурата са много различни.

Първоначалният V-NAND продукт на Samsung, който вече е в производство, ще бъде 24-слоен чип, който съхранява 128Gbits, като компанията има за цел да увеличи това до 1Tb чипове до 2017 г. Едно от големите предимства тук е, че използва стандартна литография (по-голям от 30 nm, въпреки че Samsung не е посочил конкретен размер), така че не изисква EUV инструменти. С течение на времето това трябва да нарасне в плътност чрез увеличаване на броя на слоевете, вместо просто да се свие размерът на клетката чрез литография.

Samsung показа първия V-NAND SSD, 2.5-инчов SATA 6Gbps диск, предлаган с капацитет от 480 GB и 960GB, което компанията заяви, че ще бъде с 20 процента по-бърза и ще използва 50 процента по-малко енергия от настоящите SSD.

Останалите производители на флаш не изглеждат много по-назад. Toshiba и SanDisk, които работят заедно върху производството на флаш, твърдят, че Toshiba всъщност е изобретил вертикална NAND, но е убеден, че засега следващото поколение "1Y" дву- и три-битови решения ще имат повече смисъл за пазара. Micron и Intel, които също си партнират във флаш паметта, и двамата казват, че имат опит да правят 3D NAND, но засега се фокусират върху по-традиционната 16 nm плоска светкавица, тъй като казват, че е по-рентабилна. Но Micron каза, че работи върху 256Gb чип, базиран на 3D NAND. SK Hynix говори за своята 16 nm MLC NAND светкавица, но също така показва 3D NAND вафла на щанда си, а компанията заяви, че 128Gb чип ще бъде в производство до края на тази година и ще се увеличи в обема през следващата година.

Повечето наблюдатели смятат, че размерът на вертикалната NAND ще бъде сравнително малък за следващите няколко години, като традиционната равнинна светкавица продължава да доминира на пазара, но тази вертикална NAND ще се превърне в много по-голяма част от пазара на енергонезависими памет между 2016 и 2018 г. Но към този момент на пазара трябва да излизат други алтернативи за памет.