News 3D-NAND: Intel und SK Hynix setzen neue Maßstäbe bei der Flächendichte

[MichaG]

Die jährliche International Solid State Circuits Conference bringt immer wieder erste Details zu kommenden Generationen von NAND-Flash-Speicher hervor. So stellen Intel und SK Hynix Speicherchips in Aussicht, die erstmals eine Flächendichte von über 20 Gbit/mm² aufweisen sollen. Die technische Umsetzung ist sehr unterschiedlich.

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[Rickmer]

Mit 26% mehr Layers ganze 74% mehr Dichte? Da muss bei SK Hynix aber auch ein Prozess-Shrink mit bei sein, oder?

Sonst würde ich bei einem einfachen Dreisatz auf >400 Layer kommen, was die sicherlich werbewirksam rausposaunen würden.


PS: Alle in Deckung, gleich hagelt es Kommentare wie scheiße PLC sein wird...

 

[bensen]

300 Layer. Genaue Anzahl ist nicht bekannt.

 

[mojitomay]

Da kann man langsam echt anfangen in Byte statt Bit zu rechnen.

Spätestens bei den Octa-Zellen wird das Pflicht.
(Ich rechne damit, das es sowas irgendwann geben wird)

 

[R O G E R]

Schöne entwicklung für TLC.
QLC und PLC habe ich irgendwie Bauchschmerzen.

 

[CDLABSRadonP...]

QLC und PLC habe ich irgendwie Bauchschmerzen.

Und nicht ohne Grund. Selbst ein super funktionierender QLC und PLC ist unterm Strich eher solala. Altes Grundsatzposting dazu:

Du überschätzt, wie viel QLC günstiger sein kann. Dazu ein knappes, aber vollständig durchgezogenes Gedankenspiel. Erst einmal die Grundlagen nochmal aufgelistet:

1. QLC ist eigentlich ja 4bit-MLC, TLC 3bit-MLC, MLC 2bit-MLC und SLC 1bit-MLC.
2. Jede dieser Xbit-MLC-Stufen lässt sich nicht nur in 1bit-MLC (SLC-Cache), sondern auch allgemein in (X-n)bit-MLC verwandeln. Du kannst einfach die Anzahl an unterschiedenen Spannungsstufen nach Fertigung um eine reduzieren.
3. Der Sprung von 1bit-MLC → 2bit-MLC, 2bit-MLC → 4bit-MLC und 4bit-MLC → 8bit-MLC stellt jeweils eine Kapazitätsverdoppelung dar. 2bit-MLC → 3bit-MLD ist nur +50%, 3bit-MLC → 4bit-MLC +33,3%
4. Das Optimum an Fertigungsfortschritt wäre, dass sich Xbit-MLC genauso leicht wie (X-1)bit-MLC produzieren ließe.

Jetzt mal praktisch genutzt: Also, ausgeforschter QLC wäre einer, der sich genauso einfach produzieren ließe wie TLC. (4.)
→ Wenn du 1TiB QLC hast, dann ist der im TLC-Modus (2.) noch 0,75TiB groß. Oder anders gesagt: Durch die Option des QLC-Modus erhält der Hersteller dann ein Drittel mehr Kapazität für den gleichen Preis. (3.)
Damit bekommst du (bei gleichem Controller, gleichem DRAM, gleicher PCB-Bauweise) also keinen halben Preis hin.

→ Dafür, dass die Nachteile so groß sind, ist der Gewinn meistens viel zu niedrig.

 

[ando99]

Hat jemand eine Ahnung wie viele Schreibzyklen so eine Penta-Zelle aushält?

 

[Rickmer]

@ando99 Das Zeug ist nichtmals aus dem Labor raus, die letzten gezeigten Samples brauchten glaube ich noch LN2 Kühlung?

Für Haltbarkeit dürfte das noch viel zu früh sein...

Wenn ich raten müsste: Das kommt nicht auf den Markt bis es wenigstens 300 Löschzyklen (im PLC Modus) aushält...

QLC kann ~1000 Zyklen, mittlerweile eher (deutlich) mehr.
Wenn man die 11,213PB TBW der 5210 ION 7.68TB in Drive Writes umrechnet, muss der dort verbaute QLC mindestens 1400 Zyklen können - und die ION ist 2019 auf den Markt gekommen, der Flash ist also auch schon zwei oder drei Generationen alt.*

IBM behauptet, 16000 Zyklen mit QLC zu können - allerdings ausschließlich im Kontext ihrer Enterprise Storage Lösung mit Flash Core Modules.


*edit: Das ist Micron 64-Layer QLC Flash
Der ist so alt, der taucht auf der Übersicht von ComputerBase überhaupt nicht mehr auf...

 

[Yosup]

Ich boykottiere schon QLC aus Prinzip, und da reiten die noch das PLC-Pferd...

Für 25% mehr an Kapazität dann noch mit unter 100 MB/sec schreiben können, mit vielleicht noch 150facher Überschreibbarkeit leben müssen und das Risiko eines Bitflips steigt ins Unermessliche?

 

[Rickmer]

Für 25% mehr an Kapazität dann noch mit unter 100 MB/sec schreiben können, mit vielleicht noch 150facher Überschreibbarkeit leben müssen und das Risiko eines Bitflips steigt ins Unermessliche?

Das wurde vor 10 Jahren in demselben Ton mit fast denselben Worten über TLC geredet...

 

[Yosup]

QLC kann ~1000 Zyklen, mittlerweile eher (deutlich) mehr.
Wenn man die 11,213PB TBW der 5210 ION 7.68TB in Drive Writes umrechnet, muss der dort verbaute QLC mindestens 1400 Zyklen können - und die ION ist 2019 auf den Markt gekommen, der Flash ist also auch schon zwei oder drei Generationen alt.

Die Micron-Drives haben ein viel höheres Overprovisioning als andere Hersteller, deswegen sind sie auch teurer. Wenn aktueller QLC regulär satte 1400 Zyklen könnte, dann wäre TLC quasi schon unzerstörbar.

 

[Rickmer]

Die Micron-Drives haben ein viel höheres Overprovisioning als andere Hersteller

64 Tbit, siehe meinen Link - also minimales Overprovisioning.
Das ist nicht mehr Overprovisioning als z.B. eine 480GB Consumer-SSD mit 4Tbit Flash verbaut.

deswegen sind sie auch teurer.

Das waren jahrelang mit Abstand die günstigsten SSDs mit hoher Kapazität am Markt
Micron hat die für Datacenter-Kunden als Ersatz für 2,5" HDDs beworben, mit Beispielrechnung, dass hier die TCO (Total Cost of Ownership) niedriger ist.

Wenn aktueller QLC regulär satte 1400 Zyklen könnte, dann wäre TLC quasi schon unzerstörbar.

Wann hast du das letzte mal davon gehört, dass eine TLC SSD mit mehr Kapazität als 128/256GB kaputt geschrieben wurde?
(Einige fragwürdige Builds für Chia-Plotting mal ausgenommen)

 

[Yosup]

Das wurde vor 10 Jahren in demselben Ton mit fast denselben Worten über TLC geredet...

Stimmt. Allerdings ist der im obigen Posting bereits angeführte Zusammenhang nun mal gültig:

SLC -> MLC = +100%
MLC -> TLC = +50%
TLC -> QLC = +33%
QLC -> PLC = +25%

Jedesmal hat der Shift zu ähnlich grossen Rückschritten bei Geschwindigkeit und Robustheit geführt, während die Kapazitäts-Gewinne asymptotisch immer kleiner wurden.

 

[LamaMitHut]

Das wurde vor 10 Jahren in demselben Ton mit fast denselben Worten über TLC geredet...

Am Ende sparen sich die ganzen Experten hier noch das Backup, weil sie denken das TLC ja brutal sicher ist. ;-)

 

[Yosup]

64 Tbit, siehe meinen Link - also minimales Overprovisioning.
Das ist nicht mehr Overprovisioning als z.B. eine 480GB Consumer-SSD mit 4Tbit Flash verbaut.

Keine Ahnung, vielleicht hab ich da ne Fehlannahme. In jedem Fall sollte man die Schreibzyklen einzelner Zellen nicht mit denen von ganzen Laufwerken vergleichen.

Aber es ist ja auch letztlich egal. Ich fühle mich deutlich wohler mit TLC und is ja meine Kohle... (und so teuer ist dieser Luxus den ich mir da gönne ja nun auch nicht)

 

[Rickmer]

Aber es ist ja auch letztlich egal. Ich fühle mich deutlich wohler mit TLC und is ja meine Kohle... (und so teuer ist dieser Luxus den ich mir da gönne ja nun auch nicht)

Das akzeptiere ich als legitimes und faires Argument

Ich bin selber grade im Bereich Storage beim besten Willen nicht ohne meine eigenen Macken... ich habe mittlerweile mehr Enterprise SSDs aktiv im Einsatz als Consumer SSDs...

Jedesmal hat der Shift zu ähnlich grossen Rückschritten bei Geschwindigkeit und Robustheit geführt, während die Kapazitäts-Gewinne asymptotisch immer kleiner wurden.

Weitere Verbesserungen über die Jahre haben das bisher immer wieder wett gemacht... heutiger TLC ist in allen Belangen besser als der MLC von vor 10 Jahren.

 

[0x8100]

Das Zeug ist nichtmals aus dem Labor raus, die letzten gezeigten Samples brauchten glaube ich noch LN2 Kühlung?

das war hlc. zu plc habe ich aber auch kein grosses vertrauen

 

[Yosup]

Weitere Verbesserungen über die Jahre haben das bisher immer wieder wett gemacht... heutiger TLC ist in allen Belangen besser als der MLC von vor 10 Jahren.

Stimmt... und mich ärgert eben ein wenig, dass diese ganzen Verbesserungen dann "geopfert" werden um 1/X mehr Kapazität unterzubringen, und X wird eben immer größer.

Last but not least führen konservative Käufer wie ich ja auch dazu, dass Hersteller da Ressourcen reinstecken, die TBW nicht immer weiter absinken zu lassen. Wenn der Markt nur 100fach überschreibbare Laufwerke akzeptiert, dann wird sowas auch immer mehr um sich greifen. Ich als Konsument kommuniziere sogesehen über mein Kaufverhalten ja auch mit den Herstellern.

 

[pas06]

Kann man den nand eigentlich beliebig verkleinern wie Transistoren? Eher nicht oder? Hoffe das ist keine dumme Frage 🤣

 

[SaschaHa]

• SLC: 1 bit, 2 Zustände
• MLC: 2 bits, 4 Zustände
• TLC: 3 bits, 8 Zustände
• QLC: 4 bits, 16 Zustände
• PLC: 5 bits, 32 Zustände
• ...
• nLC: n bits, 2^n Zustände

Mit jedem weiteren bit bekommen wir eine Verdopplung an notwendigen Zuständen, aber nur 1/(n-1) mehr Kapazität gegenüber der vorherigen "Stufe". QLC ist aus meiner Sicht schon hart an der Grenze und bestenfalls für Budge-Rechner ohne wichtige Daten eine Alternative, in PLC habe ich meinerseits absolut kein Vertrauen mehr. TLC ist mittlerweile wohl gut ausgereift, sollte aber - wie generell bei Speichermedien - immer mit regelmäßigen Backups kombiniert werden. MLC sollte TLC eigentlich stark überlegen sein, da die meisten Hersteller aber aus Kostengründen vermehrt auf TLC setzen, schätze ich mal, dass am Markt verfügbare MLC-Produkte eher mit Speichern aus älteren Generationen versehen werden, weshalb für mich persönlich TLC nun der Sweetspot ist.

Begrüßenswert wäre es, wenn man bei der Formatierung von Speichermedien in Zukunft die "Stufe" per Software auswählen könnte: So sollte ein 4TB QLC-Speicher zum Beispiel auch als 3TB TLC-, 2TB MLC- oder 1TB SLC-Speicher formatierbar sein. Technisch wäre das kein Problem, zum Cachen von Daten wird das ja bereits so gehandhabt. Wäre aber nice, wenn das eben generell ginge.

Der SK Hynix V9 sieht übrigens sehr interessant aus! Freue mich schon auf 8 bis 16TB M.2-SSDs mit voller PCIe 5.0 x4-Bandbreite