Micron kündigt kompakte 128-Gbit-TLC-NAND-Flash-Chips an

Die sogenannte Triple-Level-Cell-Technologie im Flash-Speicher-Bereich nimmt langsam Fahrt auf. Erste Produkte mit TLC-NAND-Flash sind bereits am Markt und die Speicherhersteller erzielen Fortschritte bei der Entwicklung neuer Lösungen mit hoher Kapazität bei kleiner Baugröße. Micron verkündet einen neuen Meilenstein.

Mit einer Fläche von 146 Quadratmillimetern will Micron die nach eigenen Angaben „kleinste 128-Gigabit-NAND-Flash-Einheit der Branche“ entwickelt haben. Produziert in einem Prozess der 20-nm-Klasse soll der TLC-Chip gegenüber einem MLC-Chip aus eigenem Hause mit gleicher Kapazität und Strukturbreite um mehr als ein Viertel kleiner ausfallen, was entsprechend die Chip-Ausbeute pro Wafer erhöhen und im Gegenzug die Kosten pro Chip senken kann. Zudem werden damit kleinere Speicherlösungen ermöglicht oder es finden mehr Chips bei gleicher Gerätegröße Platz. Vor etwa einem Jahr hatten Toshiba und SanDisk in Kooperation einen 128-Gigabit-TLC-Chip mit 170 Quadratmillimetern Fläche vorgestellt.

Microns neuer TLC-NAND-Flash sei allerdings weniger für SSDs, sondern vielmehr für kostengünstige austauschbare Speicherlösungen wie USB-Sticks und SD-Karten konzipiert, so der Hersteller. Die Bemusterung der Chips sei bereits angelaufen, die Massenproduktion soll im zweiten Quartal folgen.

Wie der Name bereits andeutet, lassen sich bei Triple-Level-Cell-NAND-Flash drei Bit Informationen in einer Zelle speichern. Demgegenüber bietet die im Massenmarkt verbreitete MLC-Technik (Multi-Level-Cell) lediglich zwei Bit pro Zelle, der teure Single-Level-Cell-Speicher bringt es auf ein Bit. In Sachen Wiederbeschreibbarkeit, ein Kriterium, das die Lebensdauer der Speicherzellen begrenzt, liegt TLC allerdings, zumindest auf dem Papier, hinter den bisherigen Lösungen zurück. Mit kleinerer Fertigungstechnik absteigend werden für SLC-Speicher meist etwa 100.000 Schreib- beziehungsweise Löschzyklen genannt, MLC-Speicher liegt mit 3.000 bis 5.000 deutlich dahinter, während bei TLC-Lösungen lediglich von 1.000 Löschzyklen ausgegangen wird. Weiterhin fallen Schreibvorgänge bei TLC langsamer aus, wie die sequenziellen Schreibraten der Samsung SSD 840 zeigen.

Den Wert von rund 1.000 Löschzyklen und damit etwa ein Drittel des Werts von aktuellem MLC-Speicher bestätigten die im SSD-Bereich stets gut informierten Kollegen von Anandtech in einem Artikel zur Haltbarkeit von TLC-NAND anhand der Samsung SSD 840. Nichtsdestotrotz kamen sie zu dem Schluss, dass bei einem täglichen Schreibaufkommen von 10 Gigabyte ein 128-GByte-Modell mit TLC-Speicher eine errechnete Lebensdauer von 11,7 Jahren besitzt, bei doppelter Kapazität brächte es das Laufwerk entsprechend auf 23,4 Jahre. Natürlich spielt dabei immer das Einsatzgebiet und Nutzerverhalten eine Rolle: Während Normalnutzer die 10 Gigabyte pro Tag vielleicht selten erreichen, können bei entsprechendem Szenario auch gerne einmal 20 oder mehr Gigabyte geschrieben werden.

Dass NAND-Flash sich in der Praxis auch oftmals als deutlich ausdauernder erweist, als es die Angaben der Hersteller erahnen lassen, demonstrierten zudem Nutzer im Xtremesystems-Forum.

Im Endkundenmarkt machte die besagte Samsung SSD 840 (nicht zu verwechseln mit der SSD 840 Pro mit MLC-Speicher) als erste SSD mit TLC-NAND-Flash den Anfang. Weitere Hersteller wie beispielsweise Plextor wollen folgen. Neben Micron/Intel, Samsung und Toshiba/SanDisk forscht auch Hynix an TLC-Speicherlösungen.