3D-NAND: SK Hynix arbeitet an 96- und 128-Layer-Speicher

3D-NAND mit 64 übereinander liegenden Zellschichten (Layer) ist der aktuelle Stand der Technik. Künftig sollen noch mehr Layer vorhanden sein, um die Speicherkapazität pro Chip weiter zu erhöhen. Bei SK Hynix sind bereits 96 und 128 Layer in Planung.

Noch ist die vierte Generation des 3D-NAND von SK Hynix nicht am Markt angekommen und schon gibt es Berichte zu den Nachfolgern. Nach Informationen von Tom's Hardware arbeitet der Hersteller an 3D-NAND mit 96 und 128 Zellschichten. Die aktuelle Generation 3D-V4 von SK Hynix weist 72 Layer auf – die Konkurrenz ist bei 64 Layern angelangt. Der 96-Layer-NAND soll 512 Gigabit (64 GByte) Speicherkapazität pro Die bieten, mehr Details gibt es bisher nicht. Mit dem Wechsel auf 128 Layer soll schließlich die Marke von 1.024 Gigabit (128 GByte) pro Die erreicht werden. In beiden Fällen wird von TLC-3D-NAND mit drei Bit pro Speicherzelle ausgegangen. Konkrete Details oder einen Zeitplan liefert der Bericht nicht.

SK Hynix hat mehr Layer als die Konkurrenz

Mit 72 Layern hat der 3D-V4 genannte Speicher des Herstellers mehr Zellschichten vorzuweisen als die Konkurrenz. Toshiba und Western Digital liefern den BiCS3-Flash mit 64 Layern bereits aus, Samsungs V-NAND Gen4 sowie die zweite Generation von Intel und Micron werden mit jeweils ebenfalls 64 Zellschichten schon bald folgen.

Die Layer-Anzahl allein sagt wenig über den NAND-Flash

Die Zahl der Zellschichten allein sagt allerdings wenig über Eigenschaften und Kosten des 3D-NAND aus. Bei der Datendichte hat IMFT (Intel/Micron) vorgelegt und ein 59 mm² kleines 3D-TLC-Die mit 256 Gigabit auf 64 Layern präsentiert, das demnächst den Markt erreichen wird. Toshiba und Western Digital haben in der 64-Layer-Generation sowohl ein kleines 256-Gbit-Die als auch eine 512-Gbit-Version im Programm. Auch Samsung wird in Kürze 64-Layer-3D-NAND mit 512 Gbit in Serie fertigen.

Der 3D-V4 von SK Hynix wird sein Debüt ebenfalls in Form von 256-Gbit-Chips mit drei Bit pro Speicherzelle (TLC) geben. Im aktuellen Produktkatalog (PDF, Direkt-Download) wird die Verfügbarkeit der 256-Gb-Chips für das dritte Quartal 2017 angegeben. Zuvor soll der Speicher aber bereits in SSDs des Herstellers eingesetzt werden. Eine M.2-SSD-Serie mit PCIe 3.0 x4 ist mit 3D-V4 für das laufende zweite Quartal geplant. Auch als Embedded-Flash der Standards UFS und eMMC soll der 72-Layer-NAND Verwendung finden.

Keine Spur von 3D-V4 mit 512 Gigabit

Noch vor wenigen Monaten hatte SK Hynix im Databook für das erste Quartal 2017 zudem bereits 512-Gigabit-Chips für das letzte Jahresviertel in Aussicht gestellt. Die Einträge sind im neuen Databook aber nicht mehr zu finden. Eine Verspätung deutet sich an. Unklar ist damit auch, ob die 512-Gbit-Dies überhaupt noch in der Generation 3D-V4 mit 72 Layer erscheinen oder ob erst die nächste Generation (3D-V5?) mit 96 Layern diese Kapazitätsstufe einführen wird.

Die Konkurrenz schläft nicht

Natürlich ist SK Hynix nicht allein mit Plänen für mehr Speichervolumen und mehr Layer. Auch Intel/Micron, Toshiba/Western Digital und Samsung arbeiten an den nächsten Generationen ihres 3D-NAND. Micron hatte bereits vor über einem Jahr auf der ISSCC 2016 eine Roadmap mit 768-Gigabit-TLC-Flash gezeigt, der bis heute allerdings nicht erschienen ist. Wie viele Layer Microns dann dritte Generation 3D-NAND aufweisen wird, ist ebenso unklar. Bei Toshiba war ebenfalls TLC-3D-NAND mit 768 Gbit geplant und ebenso sind davon auch in diesem Jahr noch keine weiteren Informationen publik geworden. Eine alte Roadmap des japanischen Herstellers hatte sogar bereits 1 Terabit für 2018 vorgesehen, inzwischen dürfte sich der Zeitplan deutlich nach hinten verschoben haben.

Schon bald will Toshiba bereits den QLC-Modus mit vier Bit pro Speicherzelle nutzen. Eine besonders aufwendige Fehlerkorrektur wird allerdings nötig, ohne diese soll QLC-Flash voraussichtlich nur 100 bis 150 P/E-Zyklen überdauern, was nur etwa einem Zehntel der Haltbarkeit aktueller TLC-NANDs entspricht. Auch Samsung plant künftig deutlich mehr Layer, der Hersteller ist davon überzeugt, dass mehr als 100 Layer sowie 1 Terabit und mehr möglich sind.