Samsung V-NAND: Basis für Terabyte-SSDs ist da

Der südkoreanische Elektronikkonzern Samsung hat mit der Massenproduktion seiner ersten V-NAND-Chips begonnen. Diese sollen die Speicherkapazität von Flash-Speichern wesentlich steigern. Das Geheimnis der neuen Architektur liegt in der Stapelung mehrerer einzelner Chips in einem Package. Dadurch können die Skalierungsgrenzen in der Fläche überwunden werden, hieß es. Einsetzen will Samsung das neue 3D-V-NAND-Flash-Memory in der Unterhaltungselektronik, Enterprise-Systemen und Solid State Drives (SSDs).

Samsungs erste V-NAND-Produkte bieten 128 Gigabit (GB) Speicherkapazität auf einem Chip. Seit 40 Jahren basiert Flash-Speicher auf planaren Strukturen mit Floating-Gates. Während die Strukturen der Prozesstechnologie immer kleiner wurden, entstanden Bedenken hinsichtlich einer Skalierungsgrenze in Folge der Zelle-zu-Zelle-Interferenz. Diese bewirkt letztlich eine sinkende Zuverlässigkeit von NAND-Flash. Außerdem führte dies zu längeren Entwicklungszeiten und höheren Kosten.

Mit einer überarbeiteten CTF-Architektur, die Samsung 2006 eingeführt hatte, konnte man nun dazu übergehen, mit mehreren Layern zu arbeiten. Dabei wird eine elektrische Ladung temporär in eine Haltekammer des nicht leitenden Flash-Layers platziert, dessen Floating-Gate zur Verhinderung von Interferenzen zwischen benachbarten Zellen aus Silizium-Nitrid besteht. Die parallele Ansteuerung der Layer ermöglicht es auch, dass die Geschwindigkeiten der Speicherelemente weiter steigen. Und auch die Lebensdauer soll sich verbessern.

Bei Samsung hat man bereits die Entwicklung von Speicherchips mit einem Terabit Kapazität im Visier. Bei den SSD-Elementen, wie sie beispielsweise in kompakten Notebooks zum Einsatz kommen, könnte man so die Marke von einem Terabyte Kapazität erreichen - und dies bei voller SSD-Geschwindigkeit. Aber auch SSDs in anderen Formfaktoren und mehr Speicherplatz wären so machbar, was die häufig zu findende Kombination aus schnellem Flash für Betriebssystem und Anwendungen und einer Festplatte für viel Platz brauchende Daten langsam aber sicher überflüssig machen würde.