معرفی نسل پنجم حافظه‌های V-NAND سامسونگ – نخستین حافظه 96 لایه‌ای در صنعت

تاریخ : 1397/4/21 نویسنده: مسعود بهرامی شرق
برچسب‌ها :	حافظه ، گوشی هوشمند Smartphone ، سامسونگ Samsung

واحد خبر mobile.ir : کمپانی سامسونگ الکترونیکس در روز دوشنبه 9 جولای 2018 (18 تیر 1397) از آغاز تولید انبوه نسل پنجم تراشه‌های حافظه فلش از نوع NAND سه بعدی – که شرکت آن را V-NAND می‌نامد – خبر داد. به گفته سامسونگ، این حافظه 256 گیگابیتی، بر خلاف نسل قبلی این حافظه‌ها که از نوع 64 لایه‌ای بودند، دارای بیش از 90 لایه خواهد بود. جالب است بدانید، این نخستین بار است که در صنعت حافظه از رابط Toggle DDR 4.0 استفاده شده و طبق ادعای شرکت سازنده، همین امر باعث شده تا سرعت انتقال داده بین فضای ذخیره‌سازی و حافظه، با 40 درصد افزایش نسبت به حافظه‌های 64 لایه‌ای، به 1.4 گیگابیت در ثانیه برسد. در ادامه جزییات بیشتری از نسل جدید حافظه‌های سامسونگ را مرور می‌کنیم.

Introducing Samsungs Fifth Generation V NAND Memory Technology

افزایش سرعت انتقال داده بین فضای ذخیره‌سازی و حافظه، قاعدتا مصرف انرژی بیشتری را به تراشه تحمیل می‌کند، اما با توجه به اینکه ولتاژ عملیاتی از 1.8 به 1.2 ولت کاهش یافته، میزان مصرف انرژی در این حافظه جدید نسبت به نسل قبلی تغییر چندانی نداشته است. همچنین، سریع‌ترین سرعت نوشتن در بین حافظه‌ها به این تراشه تعلق دارد؛ طبق ادعای سامسونگ، سرعت نوشتن در نسل پنجم حافظه V-NAND، با ارتقاء 30 درصدی نسبت به نسل قبلی، به 500 میکرو ثانیه رسیده است. علی‌رغم اینکه مدت زمان تأخیر برای خواندن سیگنال‌ها (یا در اصطلاح read latency) در حافظه‌های 64 لایه‌ای سامسونگ، نسبت به حافظه‌های 48 لایه‌ای این شرکت بهبود نیافت، اما این بار سرعت آن – در نسل پنجم که بیش از 90 لایه دارد – با کاهشی چشمگیر، به 50 میکرو ثانیه رسیده است.

به گفته سامسونگ، در ساخت نسل پنجم حافظه‌های V-NAND، بیش از 90 لایه از سلول‌های 3 بعدی CTF به کار رفته است (برخی منابع، تعداد دقیق لایه‌ها را 96 اعلام کرده‌اند). این امر باعث می‌شود بدون افت میزان استقامت و اطمینان (که در نتیجه کوچک‌تر شدن پروسه تولید برای حافظه‌های مسطح NAND حادث می‌شود) بتوان چگالی را افزایش داد. ناگفته نماند، سامسونگ برای نخستین بار در آگوست سال 2017 بود که در جریان "نشست حافظه فلش" از حافظه V-NAND نود و شش لایه‌ای رونمایی کرد. جالب است بدانید، در بین کمپانی‌های صاحب‌نامی چون توشیبا، SK Hynix و Micron، سامسونگ نخستین شرکتی‌ست که اقدام به تولید حافظه V-NAND با بیش از 90 لایه نموده و سایر کمپانی‌ها در حال حاضر به حداکثر 72 لایه بسنده کرده‌اند. همین مزیت باعث خواهد شد تا سامسونگ – مثل 7 فصل اخیر – به روند سودآوری خود از این کسب‌وکار ادامه دهد.

سامسونگ مدعی شده که در حال حاضر، این بیشترین تعداد لایه است که در صنعت حافظه به کار می‌رود. گفته می‌شود این لایه‌ها در ساختاری هرمی شکل (با حفره‌های کانالی ذره‌بینی، در حالت عمودی) روی هم قرار گرفته‌اند. این حفره‌های کانالی – که پهنای آنها تنها چند صد نانومتر است – 85 میلیارد سلول CTF را در خود جای داده که هر کدام از این سلول‌ها می‌تواند تا 3 بیت داده را در خود ذخیره کند. این فرآیند تولید پیشرفته، حاصل چندین دستاورد بزرگ است، از جمله طراحی‌های پیشرفته مدار و تکنولوژی‌های پردازشی جدید.

به گفته سامسونگ، به لطف ارتقاء صورت گرفته در پروسه چگالش لایه اتمیِ حافظه جدید V-NAND، بهره‌وری تولید نیز تا بیش از 30 درصد افزایش یافته است. از مزایای این تکنیک پیشرفته آن است که ارتفاع هر لایه سلول را تا 20 درصد کاهش داده، از تداخل بین سلول‌ها جلوگیری کرده و بازدهی پردازش داده تراشه را افزایش می‌دهد. یکی از مزایای کاهش ارتفاع سلول‌ها آن است که این کار به کاهش نسبت ابعادِ بسیار بالای حفره‌ها کمک می‌کند. گفته می‌شود علت اصلی تأخیرهایی که در حافظه 48 لایه‌ای V-NAND شاهد آن بودیم، همین نسبت ابعاد بالا بوده است. در نتیجه، در آن مقطع توسعه حافظه NAND سامسونگ از بهبودهایی که در بخش کنترل‌گر SSD این شرکت حاصل شده بود، عقب ماند و موجب شد تا چندین بار تولید این محصول کنسل شود.

کای هیون کیونگ (Kye Hyun Kyung)، مدیر عامل اجرایی بخش تکنولوژی و محصولات فلش در کمپانی سامسونگ، نسل پنجم V-NAND را پیشرفته‌ترین نوع حافظه NAND در بازار حافظه‌های مدرن می‌داند. نخستین سری حافظه‌های 96 لایه‌ای سامسونگ با استفاده از قالب 256 گیگابیتی TLC (سه بیت در هر سلول) به تولید انبوه خواهد رسید. پیش‌بینی می‌شود این نوع از حافظه، کاربرد گسترده‌ای در بازارهای موبایل و SSD داشته باشد. اما برای تأمین تقاضا برای محصولاتی که ظرفیت حافظه بیشتر و هزینه پایین‌تری به ازای هر بیت نیاز دارند (مخصوصا درایوهای SSD در بخش سازمانی)، قالب‌های بزرگ‌تری نیاز است، مثل قالب‌های 1 ترابیتی QLC (چهار بیت در هر سلول). البته طبق اظهارات کای هیون کیونگ، علاوه بر پیشرفت‌هایی که ذکر شد، سامسونگ خود را برای تولید این دسته از حافظه‌ها نیز آماده می‌کند.

درپایان گفتنی‌ست، سامسونگ در زمینه تولید حافظه‌های با چگالی بالا برای بخش‌های مختلفی مثل ابرکامپیوترها، سرورهای سازمانی و اسمارت‌فون‌های پیشرفته، سرآمد بوده و قصد دارد به منظور تأمین طیف گسترده‌ای از نیازهای بازار، میزان تولید نسل پنجم V-NAND را به سرعت افزایش دهد.

منبع : Samsung