Cosè V-NAND?

V-NAND è l'acronimo di Vertical NAND e si riferisce all'architettura flash utilizzata nella memoria flash. È un concetto relativamente recente che è presente solo nella produzione commerciale dal 2013, quando Samsung ha creato il primo prodotto che lo caratterizza.

La NAND verticale può anche essere chiamata NAND 3D e presenta stack di memoria con celle impilate verticalmente. Ciò consente a una dimensione di chip specifica di avere una densità di bit maggiore rispetto a quella che potrebbe altrimenti. Ciò è in contrasto con 2D NAND, la versione tradizionale in cui le celle di memoria sono gestite in una matrice bidimensionale.

I vantaggi dell'archiviazione 3D sono piuttosto semplici: più spazio di archiviazione nella stessa area, proprio come un grattacielo può contenere più spazio per uffici rispetto a un edificio a un piano su un terreno di dimensioni identiche. Inoltre, grazie ai sottilissimi chip di silicio, sovrapporre più strati uno sopra l'altro non crea particolari problemi di altezza.

Le basi della V-NAND

Oltre alla struttura e alla forma 3D, la V-NAND non è molto diversa dalla normale NAND. È, in sostanza, una porta logica che opera con due ( o talvolta più ) ingressi e un'uscita. Più porte NAND sono disposte in modi specifici per raggiungere il loro scopo. La NAND è stata inizialmente sviluppata negli anni '80 ed è ancora il tipo di cella di memoria flash più diffuso sul mercato. Il suo principale concorrente è il cancello NOR. Sebbene strutturate in modo simile, le celle NOR e NAND funzionano in modo diverso. Usano una logica diversa per creare output dagli input che ricevono. Il layout del circuito per flash NOR offre alcuni vantaggi e svantaggi, portando ad altri casi d'uso.

L'input in una porta NAND è sempre nella forma di uno 0 o di un 1 e ce ne sono sempre almeno 2. In commercio, potresti trovare fino a 8 input in una porta, ma due è lo standard. Questi due input vengono confrontati con la tabella di verità del gate e viene generato un output basato su di essi. Nel caso delle porte NAND, il risultato ( di nuovo, uno 0 o un 1 ) è determinato da quanti ingressi sono un 1.

Se tutti gli input sono 1, la porta NAND restituisce uno 0 come output. Se uno o più input sono 0, l'output è 1, qualunque cosa accada. Questo è l'esatto opposto della logica NOR. Lì, se tutti gli input sono 0, il gate restituisce un 1. Non importa cosa, se qualsiasi input è 1, l'output è 0.

V-NAND all'avanguardia

Ormai questa tecnologia è alla sua ottava generazione. A partire da novembre 2022, la versione con le prestazioni più elevate della flash NAND verticale è la V-NAND a triplo livello da 1 terabit di Samsung. Presenta la più alta densità di bit e la più alta capacità di archiviazione di qualsiasi V-NAND fino ad oggi. Come risultato diretto dell'implementazione di questa nuova generazione di celle di memoria Flash, la prossima generazione di sistemi server (il loro utilizzo principale ) avrà accesso a più spazio di archiviazione con un ingombro ridotto.

L'aumento di livelli aggiuntivi oltre al singolo livello trovato in 2D NAND aumenta naturalmente la capacità e le prestazioni. Supponendo che una data area nella NAND 2D abbia un centinaio di celle di memoria. La V-NAND potrebbe, ad esempio, immagazzinarne trecento nello stesso spazio impilando tre strati uno sopra l'altro. La moderna V-NAND, tuttavia, utilizza centinaia di livelli, aumentando significativamente la capacità di archiviazione. Ovviamente ci sono ancora dei limiti, ma la 3D NAND si è dimostrata una valida alternativa alla vecchia versione 2D. Ad eccezione della versione Tb sopra menzionata, la maggior parte dei chip V-NAND in uso commerciale ha attualmente 256 Gb o 512 Gb. La tecnologia stessa è ancora relativamente nuova, dopo tutto.

Conclusione

V-NAND è una tecnologia specifica per la memoria flash. Implica l'impilamento verticale di più die di memoria NAND uno sopra l'altro, con la connettività appropriata tra i livelli. Consente di moltiplicare la capacità della memoria flash mantenendo lo stesso ingombro senza apportare notevoli miglioramenti ai nodi. L'impilamento dei die uno sopra l'altro aumenta l'altezza del flash chip. Ogni stampo, tuttavia, è abbastanza sottile che l'altezza complessiva è ancora trascurabile, anche con centinaia di strati.

Questo significativo aumento della densità di archiviazione è eccellente per la capacità di archiviazione. Per gli iperscalari in particolare, tuttavia, l'aumento della densità offre vantaggi specifici. La riduzione del numero di rack di server necessari e l'aumento della capacità di archiviazione consentono di ridurre il consumo energetico complessivo. Il vantaggio di capacità di V-NAND rispetto alla normale memoria NAND ha portato alla sostituzione completa della NAND.