Память Toshiba 3D XL-Flash бросает вызов памяти Intel 3D XPoint

Микросхемы энергонезависимой памяти Intel 3D XPoint обладают сравнительно низкой плотностью и высокой ценой, хотя с задержками у них полный порядок — менее 10 мкс при чтении, тогда как у обычной 3D NAND задержки при обращении колеблются от 16 до 30 мкс. Ближе всех к современным характеристикам памяти 3D XPoint подобралась компания Samsung. Для конкуренции с накопителями Intel Optane южнокорейский производитель разработал многослойную память Z-NAND на основе ячейки с записью одного бита (SLC). Как выяснилось на днях, по похожему пути пошла компания Toshiba. Но японцы зашли ещё дальше — они банальным образом «размножили» массивы памяти внутри чипов, чем многократно распараллелили доступ к ячейкам.

На саммите Flash Memory Summit 2018 Toshiba представила новый, по её словам, тип памяти 3D XL-Flash. Для производства памяти 3D XL-Flash применяются те же техпроцессы и материалы, с помощью которых компания выпускает актуальную память BiCS (3D NAND). Это означает, что производство 3D XL-Flash будет ненамного дороже обычной многослойной NAND-флеш. Основных нюансов два. Во-первых, ячейка 3D XL-Flash — это ячейка SLC с записью одного бита вместо двух (MLC), трёх (TLC) или четырёх бит (QLC). Во-вторых, вместо классической разбивки массива ячеек на два или четыре независимых блока на кристалле память 3D XL-Flash разбита на множество блоков (планов). Поскольку общий объём массива остался без изменения, каждый из блоков обслуживается укороченными словарными и битовыми линиями. Помимо углубления параллелизма это даёт значительное снижение задержек при обращении к ячейкам.

По словам Toshiba, память 3D XL-Flash обладает в 10 раз меньшими задержками, чем обычная память 3D NAND. О нагрузке на контроллер памяти компания тактично умалчивает, а ведь это ключевой момент разработки. Внутренняя логика памяти 3D XL-Flash сталкивается с решением задач на порядок более сложных, чем обычная память 3D NAND. Тем не менее, это даёт возможность снизить задержки при обращении к памяти до уровня микросхем Intel 3D XPoint при определённо меньшей себестоимости решений. Впрочем, на первых порах Toshiba собирается использовать память 3D XL-Flash в виде кеширующего буфера для накопителей на памяти 3D NAND с четырёхбитовой QLC ячейкой. Очевидно, это будут SSD корпоративного класса. Появление памяти Toshiba 3D XL-Flash в потребительских накопителях будет зависеть от активности Intel и Samsung, если те попытаются развивать память 3D XPoint и Z-NAND в сторону бытовых серий SSD.