Neue Generation: Solidigms QLC bietet 192 Layer und mehr Schreibleistung
Im Rahmen der Fachveranstaltung Storage Field Day 24 hat Solidigm die kommende vierte Generation des von Intel übernommenen QLC-NAND-Flash mit Floating-Gate-Architektur angekündigt. Die Zahl der Ebenen (Layer) steigt von 144 auf 192 für noch mehr Bit pro Fläche. Zudem soll das wahlfreie Schreiben massiv beschleunigt werden.
Die von Stephen Foskett auf Twitter geteilten Folien aus der Präsentation von Solidigm verraten nicht alle, aber einige Details zum neuen QLC-NAND, der Intels dritte Generation mit 144 Layern beerben soll. Eigentlich handelt es sich erst um die zweite Generation nach der Trennung von Intel und Micron, denn die beiden vorherigen Generationen mit 64 und 96 Layern waren von beiden Unternehmen noch gemeinsam entworfen worden.
QLC mit 192 Layern
Mit der neuen Generation steigt die Zahl der Zellschichten von 144 Layer auf 192 Layer. Dies sollte für eine nochmalige Steigerung der Flächendichte sorgen, doch mangelt es an weiteren Angaben wie der Speicherkapazität pro Die und dessen Größe. Intels 144-Layer-QLC-NAND bot bereits mit 13,8 Gigabit/mm² eine sehr große Dichte, die aber von Kioxia (BiCS6) und SK Hynix (V7) bereits überboten wird.
Wahlfreies Schreiben deutlich beschleunigt
Wie auch Kioxia und Samsung anpeilen, soll parallel die Leistung des QLC-NAND steigen, der gegenüber TLC-NAND hier klar im Nachteil ist. Solidigm will beim 192L-QLC-NAND sogar günstigen (value) TLC-NAND um 24 Prozent beim wahlfreien Schreiben übertreffen. Gegenüber nicht näher spezifiziertem QLC-NAND der Konkurrenz sollen Durchsatz respektive IOPS beim wahlfreien Schreiben gar um den Faktor 6 steigen. Die Latenz sei dabei 84 Prozent geringer und liege deutlich unter 1 ms. Beim Vorgänger hatte Intel noch rund 1,6 ms angegeben, wie die nachfolgende Tabelle zeigt.
| Solidigm/Intel | Intel/Micron | Micron | Kioxia/WD BiCS4 | Kioxia/WD BiCS6 | Samsung V5 | SK Hynix V5 | SK Hynix V7 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typ (Bit/Zelle) | QLC (4 Bit) | |||||||
| Kapazität | 1 Tbit | 1 Tbit | 1 Tbit | 1,33 Tbit | 1 Tbit | 1 Tbit | 1 Tbit | 1 Tbit |
| Planes | 4 | 4 | 4 | 2 | 4 | 2 | 4 | ? |
| Layer (WL) | 144 | 96 | 176 | 96 | 162 | 92 | 96 | 176 |
| Die-Fläche | 74,03 mm² | 114,6 mm² | ? | 158,4 mm² | 68 mm² | 136 mm² | 122 mm² | ? |
| Dichte | 13,8 Gb/mm² | 8,9 Gb/mm² | ? | 8,5 Gb/mm² | 15,1 Gb/mm² | 7,53 Gb/mm² | 8,4 Gb/mm² | 14,8 Gb/mm² |
| Read (tR) Average | 85 µs | 90 µs | ? | 160 µs | ? | 110 µs | 170 µs | ? |
| Read (tR) Max | 128 µs | 168 µs | ? | 165 µs | ? | ? | ? | ? |
| Write (tPROG) | 1630 µs | 2080 µs | ? | 3380 µs | ? | 2 ms | 2150 µs | ? |
| Program | 40,0 MB/s | 31,5 MB/s | ? | 9,7 MB/s | 60 MB/s | 18 MB/s | 30 MB/s | ? |
| I/O | 1,2 Gb/s | 0,8 Gb/s | 1,6 Gb/s | 0,8 Gb/s | 2,4 Gb/s | 1,2 Gb/s | 0,8 Gb/s | ? |
| Block Size | 48 MB | 96 MB | ? | 24 MB | ? | ? | 24 MB | ? |
Doppelter Speicherplatz bei Enterprise-SSDs
Solidigm spricht zudem von einer möglichen Verdoppelung der SSD-Speicherkapazität von bisher maximal 30,72 TB auf 61,44 TB. Ob dies bedeutet, dass die Speicherchips nun 2 Terabit sichern oder aber schlicht doppelt so viele in einem NAND-Package untergebracht werden, bleibt abzuwarten. Bisher bieten alle QLC-Varianten 1 Terabit pro Die, was aber inzwischen auch Microns neuer 232L-TLC-NAND schafft, der sogar den 144L-QLC-NAND bei der Flächendichte übertrifft.
QLC oft ausreichend ausdauernd
Dass die Haltbarkeit von QLC-NAND für viele Bereiche ausreicht, unterstreicht Solidigm damit, dass angeblich mit 85 Prozent ein Großteil der TLC-SSDs mit weniger als 1 Drive Write Per Day (DWPD) spezifiziert sind. Das bedeutet, dass sich diese im Rahmen der Garantie weniger als einmal pro Tag vollständig beschreiben lassen.
Die möglichen Schreibzyklen bei QLC sind zwar geringer, würden aber selbst bei vielen Enterprise-Anwendungen kein Risiko darstellen, so Solidigm weiter.
Fabian und 
Jan-Frederik