V-NAND V9 QLC: Samsungs hochdichter SSD-Speicher geht in Serie

Michael Günsch
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V-NAND V9 QLC: Samsungs hochdichter SSD-Speicher geht in Serie
Bild: Samsung

Samsung hat mit der Massenfertigung seiner neuen Generation QLC-NAND begonnen. Der Flash-Speicher der Generation V9 besitzt die bis dato größte Bitdichte der Branche, die 86 Prozent höher als beim Vorgänger ausfällt. Ferner wurde die Schreibleistung verdoppelt.

Die höchste Bitdichte der Branche

Samsung nennt seinen 3D-NAND stets V-NAND (Vertical NAND) und hatte im April zunächst die TLC-Version mit 3 Bit pro Speicherzelle in die Serienfertigung geschickt. Kommt diese bereits auf eine Flächendichte von rund 17 Gbit/mm², geht es beim V-NAND V9 mit 4 Bit pro Zelle (QLC) nun auf den Rekordwert von 28,5 Gbit/mm² hinauf.

Hier hatte Samsung im Vorfeld auf der ISSCC schon Details verraten und von „A 280-Layer 1Tb 4b/cell 3D-NAND Flash Memory with a 28.5Gb/mm² Areal Density and a 3.2GB/s High-Speed IO Rate“ gesprochen. Mit 28,5 Gbit/mm² werden sämtliche (serienreifen) Konkurrenzprodukte um Längen geschlagen. Der 232-Layer-QLC-NAND von YMTC erreichte mit 19,8 Gbit/mm² das vorherige Maximum.

Speicherdichte von 3D-NAND (grün: TLC, orange: QLC, rot: PLC, blau: SLC)
    • Samsung V9 280L (QLC, 1 Tb)
      28,5
    • Intel 192L (PLC, 1,67 Tb)
      23,3
    • SK Hynix V9 321L (TLC, 1 Tb)
      20,0
      „>20 Gb/mm²“
    • YMTC 232L (QLC, 1 Tb)
      19,8
    • Micron 232L (QLC, 1 Tb)
      19,1
    • Kioxia/WD BiCS8 218L (TLC, 1 Tb)
      18,3
    • Samsung V9 280L (TLC, 1 Tb)
      17,0
      nicht bestätigt!
    • Kioxia/WD BiCS6 162L (QLC, 1 Tb)
      15,1
    • YMTC 232L (TLC, 1 Tb)
      15,0
    • Micron 176L (QLC, 1 Tb)
      14,9
    • SK Hynix V7 176L (QLC, 1 Tb)
      14,8
    • Micron 232L (TLC, 1 Tb)
      14,6
    • Intel 144L (QLC, 1 Tb)
      13,8
    • Samsung V8 238L (TLC, 1 Tb)
      11,5
    • SK Hynix V8 238L (TLC, 1 Tb)
      11,5
      nicht bestätigt!
    • SK Hynix V7 176L (TLC, 512 Gb)
      10,8
    • Kioxia/WD BiCS6 162L (TLC, 1 Tb)
      10,4
    • Intel/Micron 96L (QLC, 1 Tb)
      8,9
    • Kioxia/WD BiCS4 96L (QLC, 1,33 Tb)
      8,5
    • Samsung V7 176L (TLC, 512 Gb)
      8,5
    • YMTC 128L (TLC, 512 Gb)
      8,5
    • SK Hynix V5 96L (QLC, 1 Tb)
      8,4
    • Kioxia/WD BiCS5 128L (TLC, 512 Gb)
      7,8
    • SK Hynix V6 128L (TLC, 512 Gb)
      7,8
    • Samsung V5 92L (QLC, 1 Tb)
      7,5
    • Intel/Micron 96L (TLC, 512 Gb)
      6,3
    • Kioxia/WD BiCS4 96L (TLC, 512 Gb)
      5,9
    • Samsung V6 128L (TLC, 512 Gb)
      5,0
    • Samsung Z-NAND 48L (SLC, 64 Gb)
      0,6
    • Intel/Micron 3D XPoint (SLC, 128 Gb)
      0,6
      kein NAND-Flash
Einheit: Gigabit pro mm²

Verbesserungen bei Leistung, Effizienz und Datenerhalt

Samsung hatte schon Ende 2022 den V9 QLC mit deutlichen Verbesserungen bei Dichte, Lesedurchsatz und I/O-Geschwindigkeit angekündigt. Nicht alle der seinerzeit genannten Werte stimmen heute noch. Die anvisierten +8x % bei der Bitdichte werden aber gehalten, und so soll der Vorgänger, der V7 QLC, in diesem Punkt um 86 Prozent übertroffen werden.

Samsungs neuer V-NAND V9 QLC (Bild: Samsung)

Die große QLC-Schwäche, nämlich die langsame Schreibrate, wird ebenfalls angegangen. Nicht weniger als eine Verdoppelung der Schreibleistung stellt Samsung jetzt in Aussicht. Die I/O-Geschwindigkeit soll um 60 Prozent steigen. Ferner soll beim Lesen 30 Prozent weniger Energie und beim Schreiben 50 Prozent weniger Energie benötigt werden.

This 9th generation QLC has improved write performance by 100% and data input/output speed by 60% compared to the previous generation QLC product through the innovation of 'Predictive Program technology' that predicts changes in the cell's status and minimizes unnecessary operations.

In addition, the power consumption for reading and writing data was reduced by approximately 30% and 50%, respectively, through the 'low-power design technology' that minimizes power consumption by lowering the voltage driving the NAND cell and sensing only the necessary BL (Bit Line).

Samsung

Samsung spricht außerdem von einer Verbesserung der Fähigkeit zum Beibehalten der gespeicherten Daten (Data Retention) um etwa 20 Prozent. Wie viele Schreibzyklen der QLC-Flash überdauert, wird nicht genannt.

Erste Produkte

Samsung will zunächst Markenprodukte für Verbraucher mit dem neuen QLC-Speicher bestücken. Später sollen auch PCs und Server-SSDs sowie Smartphones (UFS) damit versorgt werden. Konkrete Produktankündigungen liegen aber noch nicht vor.

QLC wird immer besser

Zumindest die große Schreibschwäche bei SSDs mit QLC-Speicher könnte bald Vergangenheit sein. Neue Modelle wie die WD Blue SN5000 (Test) mit BiCS6 QLC oder die Crucial P310 (Test) mit Microns 232L QLC schreiben nach dem SLC-Modus schon so flott wie manche TLC-SSD der Mainstream-Klasse.

ComputerBase hat erst kürzlich einen Rückblick auf sechs Jahre QLC-Speicher gewagt und blickt angesichts der neuen Generation positiv in die Zukunft.