News Die-Size: So groß sind 3D XPoint und der neue 3D-NAND von IMFT

[Holt]

Das kann man so sehen und gerade im Enterprisesegment ist Samsung sehr stark unterwegs, dort zählen die Eigenschaften mehr als der Preis. Aber Samsung dürfte nicht alleine wegen der NANDs so gut dastehen, sondern auch weil eben alles aus einer Hand kommt und man auch bei den Controllern Spitze ist, schau Dir an wie gut die NVMe Consumer SSDs im Steady State performen wenn man denen genug OP gönnt, da schlagen sie so manche Enterprise SSD. Intels SSDs mit eigenen Controllern wie die 750er sind ja auch recht stark unterwegs, nur beschränkt sich Intel eben darauf eigene Controller nur für Enterprise SSDs zu bringen, Consumer bekommen dann allenfalls einen Ableger davon angeboten.

Samsung hat dazu noch den Vorteil der Fertigung und da die Controller von SSD in aller Regel auf ARM Kernen basieren, kann man hier von der Erfahrung mit den ARM für die eigenen Smartphones und Tablets profitieren, was sonst auch keiner der SSD (Controller) Hersteller hat. Dazu kan die Entwicklung von NAND und Controller Hand in Hand laufen, während andere ihre Controller danach entwickeln was die NAND Hersteller produzieren, kann bei Samsung auch die Abteilung die die Controller macht die Entwicklung der NANDs beeinflussen und so kommt dann eben eine bessere SSD am Ende raus. SK Hynix hätte diese Chance eigentlich auch, nutzt sie aber scheinbar nicht so wirklich und wie weit Intel dies durch die Zusammenarbeit mit Micron schafft, Intel hat ja nur einen recht kleinen Anteil an IMFT, ist auch die Frage.

Zumindest beim 3D XPoint, welches Intel auch selbst fertigt, scheint Intel dort aber mehr Einfluss zu haben und damit auch mehr in die Richtung zu gehen alles aus einer Hand zu liefern, nur ist die Technik eben noch sehr neu.

 

[nudelaug]

ja, den umstand dass intel die fertigung der einzelbauteile im comsumerbereich aus der hand gab finde ich heute noch immer schade. der große kniefall war imo die 540s. wer fertigt denn sonst noch komplett eigenständig? intel im enterprise bereich und dann noch hynix? (toshiba/transcend zähle ich mal nicht dazu - die labeln afaik nur kräftig um)

 

[Holt]

ja Toshiba hätte über OCZ mit Indilinx eigene Controller, scheint davon aber nie Gebrauch gemacht zu haben, sondern vielmehr mit Phison zu kooperieren und verwendet deren Controller. Nur bei der RD400 bin ich mir immer noch nicht sicher was genau für ein Controller dort nun verbaut ist, so ganz deckt der sich mit den Phison Modellen ja nicht, aber vielleicht ist das auch nur der FW geschuldet. Das eigene Label sagt jedenfalls nichts aus, unter dem Toshiba Label auf SSD Controllern steckten auch schon Chips von JMicron und Marvell, auf letzteren war auch von das OCZ/Indilinx Label zu sehen.

 

[Hallo32]

Intel hat sich bei den SSDs auf das Enterprise Segment konzentriert und bedient den Consumer Bereich nur halbherzig. Diese Entscheidung dürfte der zu erwartenden Gewinnmarge in den einzelnen Bereichen geschuldet sein. In den Fall passt auch der 3D XPoint ins Portfolio.

Ob SK Hynix mit ihren 3D-NAND im Consumer SSD Bereich mitspielen wird, dürfte sich in Zukunft zeigen.

 

[psYcho-edgE]

Ich würde behaupten die allgemeine Mischung aus Transistoren/Vertigungsverfahren und Informatik/duales Binärsystem kommen langsam aber sicher an ihre Grenzen.
Sei es bei Speicher, CPU-Architekturen oder Software. Leider.
Krasse Pearallelisierung ist der Schlüssel, hilft aber nicht überall..

Jup, deshalb gibt es ja aktuell auch hauptsächlich nur Wachstum "in die Breite" - mehr Kerne, mehr Shader, mehr Layer - die Takt- und Strukturgrenzen vom Silizium sind größtenteils erreicht.

 

[nudelaug]

@psycho
...und man feilt weiter an fertigungsprozessen. hier ein recht interessanter beitrag dazu: http://www.anandtech.com/show/11337/samsung-and-tsmc-roadmaps-12-nm-8-nm-and-6-nm-added . das eigentliche "problem" wäre: man geht davon aus, dass sich in ca. 10 jahren die investitionen in dem bereich nicht mehr lohnen. dann wird es wirklich spannend.

@hallo32/holt
hynix wäre in spannender mitspieler, leider in europa nicht wirklich aktiv. immerhin haben sie seit dem kauf von lamd den controllerbereich im hause und momentan werden afaik auch controller unter eigenem label gefertigt. leider sind die angebote bei weitem zu unattraktiv um gegen die konkurrenz was machen zu können... (wie es mit support etc. aussieht bin ich mir momentan auch nicht so sicher)

 

[Holt]

Eben, SK Hynix hätte die Voraussetzungen, nutzt sie aber scheinbar nicht so wirklich aus, bisher zumindest nicht. Aber vielleicht wird das noch, Samsung hat ja auch viele Jahre gebraucht, vor der 830er waren deren SSDs bzgl. der Performance auch nichts besonderes und dabei war Samsung einer der Pioniere, die ersten OCZ SSDs z.B. waren umgelabelte Samsung SSDs und hatte also schon entsprechend viel Erfahrung mit NANDs sowie eigenen Controllern.

Die Controller wirklich von Anfang an selbst entwickelt zu haben, scheint wohl der Schlüssel zum Erfolg zu sein, die Zukäufe von SSD Controllerherstellern scheinen sich dagegen weniger gelohnt zu haben. Von Sandforce ist seit sie von LSI übernommen wurden nicht mehr zu hören und Seagate scheint damit auch nichts mehr anstellen zu wollen. Wie viel von Indilinx bei Toshiba noch verwendet wird, kann man nicht genau sagen, aber wenn da noch etwas davon übrig ist, dann allenfalls im Controller der RD400 dessen Leistung sich doch von dem des Phison etwas unterscheidet, aber alle SATA SSDs basieren auf Phison Controllern auf denen nur das Toshiba Label steht.

Dagegen könnte Intel wohl eher auch bei Client SSDs wieder mit eigenen Controllern Akzente setzen, wenn man sich den PCIe Controller der neuen DC P4501 so ansieht.

 

[Goodplayer]

Jein, bei Samsung geht man von einer Parität der Kosten des kommenden 3D NANDs mit 64 Layern zu den Kosten von 2D NAND aus

Korrekt. Samsung kann sich aber auch durch die anderen Sparten eine Subventionierung leisten.

aber Toshiba/WD und SK Hynix fangen ja nun erst mit 3D NAND die Massenfertigung an, auch wenn Toshiba/WD angeblich schon bei der 3. Generation ist, weil diese eben jetzt schon billiger zu fertigen sind als 2D NANDs.

SK Hynix fertigt sogar bald die 4. (!) Generation (erstmals) in großer Stückzahl. Die Generationen davor wurden wohl bisher nur SD-Karten verbaut, wenn ich einen Artikel dazu richtig im Kopf habe.

 

[Holt]

Samsung muss da nichts quersubventionieren, die verlangen für ihre SSDs einfach etwas mehr und wer sich mit SSDs auskennt bezahlt es, weil sie eben gut sind. Nur die Pfennigfuchser und eben Einsteiger die nur auf den Preis schauen, greifen dann woanders zu und um auch da mitmischen zu können, hat Samsung ja auch die 750 Evo mit planaren NANDs nachgeschoben. Wenn die wieder vom Markt verschwindet oder eben auch auf 3D NAND umgestellt wird, dann weiß man sicher das die 3D NAND in der Fertigung günstiger als planare NANDs sind.

Was die Generationen der 3D NANDs bei SK Hynix und Toshiba/WD angeht, so scheinen die früheren Generationen wohl eher im Marketing gefertigt worden zu sein, denn Produkte damit gab es nicht, allenfalls ganz wenige mit der letzten Generation die aber angeblich ja auch schon nicht die erste war. Hier könnten auch andere jede Versuch mitzählen und dann wäre IMFT jetzt mit den 32 Layer wohl auch nicht mehr bei der ersten Generation und Samsung mit 48 Layern auch weiter als bei der 3. Generation. Da scheint es wie bei den nm Angaben in der Chipfertigung weniger um technische Fakten als Marketing zu gehen um besonders fortschrittliche und ausgereifte Produkte zu suggerieren.

 

[Hallo32]

Wie Generationen gezählt werden müssen ist nicht definiert und somit können die Unternehmen es so machen wie diese es möchten.

Die Bezeichnung durch Generationen empfinde ich persönlich um einiges besser als die aktuellen Produktbezeichnung bei GPUs und CPUs.

 

[Goodplayer]

greifen dann woanders zu und um auch da mitmischen zu können, hat Samsung ja auch die 750 Evo mit planaren NANDs nachgeschoben. Wenn die wieder vom Markt verschwindet oder eben auch auf 3D NAND umgestellt wird, dann weiß man sicher das die 3D NAND in der Fertigung günstiger als planare NANDs sind.

3D is undoubtedly the future of NAND, but manufacturing it in a cost-effective manner is proving to be the sticking point. Marketing-savvy Intel carefully indicated during its 3D NAND launch that its NAND was cost-competitive with previous-generation IMFT 20nm NAND, but it left out the fact that it is not cost-competitive with Micron's 16nm 2D NAND. Many speculate that Samsung has not reached price parity either, which makes sense due to its increasing use of 2D 16nm TLC.

3D NAND will not become widespread until it becomes profitable, and Barclays predicts that it will not reach 50 percent market penetration for another 12-18 months. This is leading to (and could intensify) the looming shortage, which may last a bit longer than expected. Buy your SSDs now.

http://www.tomshardware.com/news/ssd-3d-nand-storage-space,31903.html

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Was die Generationen der 3D NANDs bei SK Hynix und Toshiba/WD angeht, so scheinen die früheren Generationen wohl eher im Marketing gefertigt worden zu sein, denn Produkte damit gab es nicht, allenfalls ganz wenige mit der letzten Generation die aber angeblich ja auch schon nicht die erste war. Hier könnten auch andere jede Versuch mitzählen und dann wäre IMFT jetzt mit den 32 Layer wohl auch nicht mehr bei der ersten Generation und Samsung mit 48 Layern auch weiter als bei der 3. Generation. Da scheint es wie bei den nm Angaben in der Chipfertigung weniger um technische Fakten als Marketing zu gehen um besonders fortschrittliche und ausgereifte Produkte zu suggerieren.

Der Hauptgrund dürfte sein, dass sich die Massenproduktion bisher nicht gelohnt hat:

Toshiba, SanDisk and SK-Hynix 3D NAND devices are not commercially shipping, taking longer than expected to enter the 3D NAND mainstream. [...] 3D NAND with 48 layers is closer to the 2D NAND price-per-bit curve than 3D NAND with 32 layers. We expect that 3D NAND will reach price parity with 2D NAND at 64-layer chips.

http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=36&doc_id=1329980&page_number=3

Samsung was early in 3D NAND production while SanDisk and Toshiba have delayed to the point where the cost/bit cross-over between 2D and 3D NAND has progressed to the point where their revenue and profitability will increase by transitioning more and more to 3D.

https://www.theregister.co.uk/2016/02/08/tosh_and_sammy_make_3d_moves/

Die vorherigen Generationen bei z. B. SK Hynix wurden bei portablen Speichermedien eingesetzt (wahrscheinlich ist da die Marge höher):

The company has been experimenting with 3D NAND for quite a while and launched its first commercial 36-layer 128 Gb 3D MLC NAND (which it calls 3D-V2) chips in 2015. The 3D-V2 ICs were primarily used for removable storage devices, but the 256 Gb 48-layer 3D TLC NAND (3D-V3) ICs that hit mass production in late 2016 are used for removables, embedded storage and will be used for SSDs in the coming months.

http://www.anandtech.com/show/11267/sk-hynix-announces-72layer-256-gb-3d-tlc-nand-chips

Auch Samsung geht so vor:

After Samsung tests its 64-layer V-NAND flash in removable storage and mobile devices, it will start using it for SSDs sometimes in 2017.

http://www.anandtech.com/show/10903...d-3d-nand-bit-crossover-gen-2-hits-production

In diesem Artikel vom Februar 2016 wird zudem gesagt, dass Samsung selbst bisher nicht alle (räumlichen) Kapazitäten nutzt:

Samsung is delaying the second phase of investment in its 3D NAND fab in Xi’an, China, because of increased industry supply from new fabs built by Toshiba/SanDisk (WD) – New Fab 2, in other words – and Intel. Rakers references a Business Korea article that says Samsung only uses 20 per cent of the fab’s area at present.

https://www.theregister.co.uk/2016/02/08/tosh_and_sammy_make_3d_moves/

Erst letzte Woche wurde angekündigt, dass in dieser Fabrik ab September eine zweite Produktionslinie aufgebaut werden soll:

NAND Factory in China
Samsung Electronics to Add NAND Capacity at Xi’an Plant in China
http://www.businesskorea.co.kr/engl...electronics-add-nand-capacity-xi’-plant-china

The company is expected to invest about 10 trillion won (US$8.9 billion) in the flash memory plant. The latest decision is to meet the rapidly growing demand of NAND flash memory due to the Fourth Industrial Revolution as well as the prevalent use of mobile devices. Some industry sources expects that Samsung Electronics will start construction in September.

The first production line, which was completed in 2014, in Xi’an produces 1200,000 units of 3D NAND flash chips a month. The second production line is expected to produce 100,000 units a month when it is completed. Once the second line starts production, the Xi’an plant in China will be one of the company’s two largest 3D NAND flash chip production bases along with the Pyeongtaek plant with a monthly production capacity of 200,000 units.

 

[Hallo32]

@Goodplayer:

 

[Holt]

Die Margen sind bei portablen Speichermedien nicht höher sondern geringer, daher wird dort auch das NAND minderer Qualität verwurstet. Natürlich haben SK Hynix und Toshiba/WD bisher keine 3D Massenfertigung betrieben weil die NAND teurer geworden wären als 2D NAND, aber dies ändert nichts an der fragwürdigen Zählung der Generationen, so müsste ein Autohersteller ja bei der Zählung der Generation einer Modells auch jede Designstudie und jeden Prototypen mitzählen, aber man zählt gewöhnlich nur Fahrzeuggenerationen die auch in den Handel kommen.

Das IMFT schon sein 32 Layer 3D NAND der ersten Generation (die zählen wie Samsung nicht die nur im Labor entstandenen Prototypen mit) schon günstiger als das planare 16nm NAND fertigen konnte, stand auch mal irgendwo (kam von Micron selbst) und zeigt sich schon alleine anhand der Tatsache, dass Microns Tochter Crucial alle Modelle mit planaren NANDs eingestellt hat und nur noch die MX300 mit dem 3D NAND anbietet, was man kaum täte wenn die BX200 mit ihrem planarem TLC NAND günstiger zu fertigen wäre. Die Fakten sprechen da genau wie im Falle der Samsung 750 Evo eine deutliche Sprache und die nehme ich ernster als irgendwelche Aussagen von irgendwelchen Schreiberlingen im Netz, aber dies muss jeder für sich ausmachen.

 

[Goodplayer]

Die Margen sind bei portablen Speichermedien nicht höher sondern geringer, daher wird dort auch das NAND minderer Qualität verwurstet.

Das ist bei billigen USB-Sticks usw. natürlich der Fall, da werden mittlerweile sogar Flash-Chips von entsorgten Smartphones verwendet. Ich wollte eher auf "Premium-Produkte" hinaus, die auch entsprechende Geschwindigkeiten liefern und dann auch dementsprechend viel kosten. Samsung und SK Hynix werden sicherlich nicht die Bänder für die neueste Generationgeneration anwerfen (mit anfangs entsprechenden Problemen bei der Fertigung) , damit diese in 3€-USB-Sticks verbaut wird. SSDs kosten momentan etwa 20-50 Cent/GB, die neue SanDisk Extreme PRO 256GB kostet etwa 58 Cent/GB (der auch neue Kingston DataTraveler Ultimate GT 2TB kostet sogar 67 Cent/GB), um einmal einen Vergleich aufzustellen.

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Natürlich haben SK Hynix und Toshiba/WD bisher keine 3D Massenfertigung betrieben weil die NAND teurer geworden wären als 2D NAND,

Wie ich gerade entdeckt habe, gibt es tatsächlich SSDs von SK Hynix mit der 2. Generation zu kaufen:

http://www.tomsitpro.com/articles/sk-hynix-pe3110-enterprise-m.2-ssd-3d-nand-v2,2-1042.html

http://www.ebay.com/itm/NEW-SK-Hyni...se-M-2-PCIe-Gen3-SSD-3D-NAND-V2-/291985209541

Bei Toshiba/WD hat sich das ganze bisher aber wohl tatsächlich nur im Labor abgespielt.

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aber dies ändert nichts an der fragwürdigen Zählung der Generationen, so müsste ein Autohersteller ja bei der Zählung der Generation einer Modells auch jede Designstudie und jeden Prototypen mitzählen, aber man zählt gewöhnlich nur Fahrzeuggenerationen die auch in den Handel kommen.

Die Generation ist für den Endkunden erst einmal uninteressant (es gibt da auch keine "Standardisierung"), es zählen die Leistungswerte. Sonst könnte man gleich sagen, dass die kommende 4. Generation von SK Hynix mit 72 Layern ja automatisch das beste sein muss. Problem ist auch, dass jeder Hersteller eine andere technische Lösung hat.

Im Automobilbereich ist das übrigens auch nicht unüblich, VW/Audi haben letztes Jahr schon die fünfte Brennstoffzellen-Generation vorgestellt, ohne dass es die zu kaufen gibt (machen Mercedes und BMW auch). Da geht es darum, am Ball zu bleiben und irgendwann, wenn es sich lohnt oder wenn der Markt es verlangt, schnell ein Produkt anbieten zu können.

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Das IMFT schon sein 32 Layer 3D NAND der ersten Generation (die zählen wie Samsung nicht die nur im Labor entstandenen Prototypen mit) schon günstiger als das planare 16nm NAND fertigen konnte, stand auch mal irgendwo (kam von Micron selbst) und zeigt sich schon alleine anhand der Tatsache, dass Microns Tochter Crucial alle Modelle mit planaren NANDs eingestellt hat und nur noch die MX300 mit dem 3D NAND anbietet, was man kaum täte wenn die BX200 mit ihrem planarem TLC NAND günstiger zu fertigen wäre. Die Fakten sprechen da genau wie im Falle der Samsung 750 Evo eine deutliche Sprache und die nehme ich ernster als irgendwelche Aussagen von irgendwelchen Schreiberlingen im Netz, aber dies muss jeder für sich ausmachen.

Ich habe bereits auf der vorherigen Seite folgende Aussage von Micron vom Februar 2016 gepostet:

Micron says that by 2017 they will have cost parity with planar NAND and they see 3D NAND as the path to significant reduction in the cost per bit going forward. [...] Micron says that the increase in the GB per wafer with 3D NAND and their expected yield improvements will result in the price crossover next year.

https://www.forbes.com/sites/tomcoughlin/2016/02/12/micron-will-ship-3d-flash-memory/#48e8759141f2

Die MX300 kam im Juni 2016 auf den Markt.

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und zeigt sich schon alleine anhand der Tatsache, dass Microns Tochter Crucial alle Modelle mit planaren NANDs eingestellt hat und nur noch die MX300 mit dem 3D NAND anbietet, was man kaum täte wenn die BX200 mit ihrem planarem TLC NAND günstiger zu fertigen wäre. Die Fakten sprechen da genau wie im Falle der Samsung 750 Evo eine deutliche Sprache und die nehme ich ernster als irgendwelche Aussagen von irgendwelchen Schreiberlingen im Netz, aber dies muss jeder für sich ausmachen.

Die BX200 wurde eingestellt, weil jetzt die BX300 mit TLC-3D-NAND mit 64 Layern kommt. Und wie ich ebenfalls schon verlinkt habe, gehen Brancheninsider davon aus, dass es sich mit 64 Layern jetzt auf jeden Fall lohnt. Anschaulich lässt sich das an der Größe sehen:

http://www.tomshardware.com/news/crucial-bx300-ssd,34556.html

Ganz unten ist der 3D-NAND der 2. Generation, der in der BX300 eingesetzt wird. In der Mitte ist der 3D-NAND der 1. Generation, der fast genauso groß ist wie der planare NAND (die Kosten für den Wafer sind fix). Übrigens hat Intel letztes Jahr gesagt, dass ihr 3D-NAND günstiger als ihr planarer 20nm-NAND sei, den planaren 16nm-NAND von Micron haben sie aber gar nicht erst erwähnt:

Marketing-savvy Intel carefully indicated during its 3D NAND launch that its NAND was cost-competitive with previous-generation IMFT 20nm NAND, but it left out the fact that it is not cost-competitive with Micron's 16nm 2D NAND.

http://www.tomshardware.com/news/ssd-3d-nand-storage-space,31903.html

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Die Fakten sprechen da genau wie im Falle der Samsung 750 Evo eine deutliche Sprache

Du widersprichst dir da selbst. Wenn 3D-NAND für Samsung günstiger wäre, hätten sie nicht letztes Jahr die 750 Evo herausgebracht (deren Verfügbarkeit mehr als gut ist), aber auch das habe ich bereits gepostet (Artikel ist vom Mai 2016):

Many speculate that Samsung has not reached price parity either, which makes sense due to its increasing use of 2D 16nm TLC.

http://www.tomshardware.com/news/ssd-3d-nand-storage-space,31903.html

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Die Fakten sprechen da genau wie im Falle der Samsung 750 Evo eine deutliche Sprache und die nehme ich ernster als irgendwelche Aussagen von irgendwelchen Schreiberlingen im Netz, aber dies muss jeder für sich ausmachen.

"Fakten" sollte man auch belegen können, ein "stand auch mal irgendwo" reicht mir und sicherlich auch anderen nicht aus.

 

[Holt]

Die BX200 wurde nicht erst jetzt eingestellt, sondern mit dem Erscheinen der MX300, weil deren 3D NAND schon mit 32 Layer billiger zu fertigen ist als das planare NAND (siehe rechts oben bei Cost/Bit Reduction):

During the presentation at the conference, the CFO of Micron also indicated that the cost-per-bit of the company’s 3D NAND flash is consistent with its original projections and is 20% – 25% lower compared to 16 nm 2D NAND on the cost-per-bit basis.

Die BX sind Budget SSDs, da hat es keinen Sinn gemacht NAND dort zu verbauen welches teurer in der Fertigung ist als das 3D NAND der MX (Mainstream) Modelle, also gab es eine Weile keine BX von Crucial und nun kommt die BX Reihe mit der BX300 zurück, da wurde gleich das neue 3D NAND mit 64 Layern verbaut und auf einen DRAMless Controller gesetzt.

Bbzgl. der 750 Evo widerspreche ich mir nicht, da ich nicht behauptet habe es wäre für Samsung günstiger 3D NAND zu fertigen, dies dürfte erst ab dem V-NAND mit 64 Layern der Fall sein. Nachdem Samsung mit dem Ende der 840 Evo eine Zeit lang keine Consumer SSD mit planaren NANDs hatte, haben sie deshalb die 750 Evo mit planaren NANDs aufgelegt um im Budget Segment besser konkurrieren zu können. Dies hätte ebenso wenig Sinn gemacht wenn deren Fertigung nicht billiger wäre als die der 850 Evo die preislich über der 750 Evo steht und bessere Eigenschaften hat.

Also nochmal zusammengefasst: IMFT hat es als einziger Hersteller schon mit seinen 3D NANDs mit 32 Layern geschafft die Fertigungskosten unter die von planaren NANDs zu senken, die NANDs wurden auch extrem auf die Kosten hin optimiert und haben bzgl. Performance und Zyklenfestigkeit auch im Vergleich zu Samsungs 3D NANDs deutlich schlechtere Eigenschaften, aber dafür hat man ja eben der 3D XPoint im Ärmel welches in der Hinsicht NAND locker überflügelt. Bei den anderen NAND Herstellern (inkl. Samsung) dürften erst ab 64 Layern die Fertigungskosten unter die von planaren NANDs fallen, nur hat Samsung als einziger vorher schon 3D NANDs wirklich in die Massenfertigung genommen und auch Produkte, auch SSDs für private Endkunden, damit angeboten.