¿Qué es 3D NAND Flash?

La memoria flash NAND es la tecnología utilizada para almacenar datos en todos los productos de memoria flash, como los SSD. Muchos productos flash NAND modernos se anuncian como flash NAND 3D o V-NAND. Este tipo de memoria apila las celdas de memoria verticalmente en el chip flash, pero ¿qué significa eso y por qué es mejor?

Consejo: el flash 3D NAND es un concepto diferente al de MLC, TLC y QLC. 3D NAND se refiere a la estructura de apilar físicamente celdas de memoria vertical y horizontalmente. MLC, o celda de niveles múltiples, junto con celdas de nivel triple y cuádruple se refieren a la cantidad de bits de datos que una sola celda puede almacenar, lo que aumenta la cantidad de niveles de energía distintos.

¿Qué es el flash NAND?

NAND flash es un tipo de memoria flash basada en la puerta NAND lógica. Una puerta NAND solo es falsa, si todas sus entradas son verdaderas, con NAND como "No Y".

La memoria flash se basa en un principio relativamente simple. Hay dos cables de alimentación, una fuente y un drenaje. Entre ellos hay una puerta flotante y una puerta de control, todas colocadas sobre un sustrato de silicio. NAND flash une varias celdas una tras otra en serie, pero sigue el mismo principio. Para configurar la celda NAND en un 1 binario, se aplica una corriente eléctrica a la puerta flotante donde queda atrapada por el aislamiento de óxido de silicio. Para descargar la celda, se aplica más cambio, hasta que alcanza un umbral donde puede saltar al desagüe.

Una celda NAND se lee aplicando una carga eléctrica a la puerta de control. La presencia de una carga eléctrica en la puerta flotante aumenta la cantidad de voltaje que se debe aplicar a la puerta de control para que conduzca. Si solo se requiere una pequeña cantidad de voltaje para conducir la electricidad a través de la puerta de control, entonces el valor de la memoria es 0, si se requiere más voltaje, el valor de la memoria es 1.

Aumento de la capacidad de memoria

Históricamente, la capacidad de la memoria flash se ha incrementado mediante el desarrollo de nuevas formas de reducir el tamaño de los componentes y colocarlos más juntos. Básicamente, esto le permite empaquetar celdas flash más juntas. Desafortunadamente, existe un límite en el tamaño de estas celdas de memoria antes de que la carga eléctrica utilizada para operarlas pueda saltar de una celda a otra y hacer que todo sea inútil.

Para evitar esto, se cambió la forma del sustrato de silicio en el que se colocan las celdas de memoria. Al convertir el sustrato en formas cilíndricas, cada una de las cuales puede tener múltiples celdas de memoria, y luego colocar estos cilindros verticalmente uno al lado del otro, el área de superficie para las celdas de memoria se puede aumentar enormemente. Con un área de superficie aumentada, se pueden colocar más celdas de memoria en el mismo volumen, lo que permite una capacidad de memoria significativamente mayor para un chip flash NAND del mismo tamaño.

¿Por qué 3D NAND es mejor?

3D NAND no solo tiene una mayor densidad de memoria, sino que el método de producción necesario para crear la estructura es en realidad más fácil de crear que con el diseño NAND tradicional. Esto significa que 3D NAND tiene una mayor capacidad y un costo reducido.

Además, esta memoria 3D NAND también es dos veces más rápida a velocidades de lectura y escritura que la memoria flash NAND tradicional. También tiene hasta diez veces más longevidad y consume aproximadamente la mitad de energía.