3D NANDフラッシュとは何ですか？

NANDフラッシュメモリは、SSDなどのすべてのフラッシュメモリ製品にデータを保存するために使用されるテクノロジです。最新のNANDフラッシュ製品の多くは、3DNANDフラッシュまたはV-NANDとして宣伝されています。このタイプのメモリは、フラッシュチップ内でメモリセルを垂直にスタックしますが、それはどういう意味で、なぜそれが優れているのですか？

ヒント：3D NANDフラッシュは、MLC、TLC、およびQLCとは異なる概念です。3D NANDは、メモリセルを垂直方向および水平方向に物理的に積み重ねる構造を指します。MLC、またはマルチレベルセルは、トリプルレベルおよびクアッドレベルセルとともに、単一のセルが格納できるデータのビット数を指し、個別のエネルギーレベルの数を増やします。

NANDフラッシュとは何ですか？

NANDフラッシュは、論理NANDゲートに基づくフラッシュメモリの一種です。NANDゲートは、そのすべての入力が真である場合にのみ偽であり、NANDは「NOTAND」を表します。

フラッシュメモリは、比較的単純な原理に基づいて構築されています。電源ケーブルには、電源とドレインの2本があります。それらの間にフローティングゲートとコントロールゲートがあり、すべてシリコンの基板上に配置されています。NANDフラッシュは、多数のセルを直列に次々にリンクしますが、同じ原理に従います。NANDセルをバイナリ1に設定するには、フローティングゲートに電流を流し、そこで酸化ケイ素絶縁体にトラップします。セルを放電するには、ドレインにジャンプできるしきい値に達するまで、さらに変更を加えます。

NANDセルは、制御ゲートに電荷を印加することによって読み取られます。フローティングゲートに電荷が存在すると、制御ゲートを導通させるために制御ゲートに印加する必要のある電圧の量が増加します。コントロールゲートを介して電気を伝導するために必要な電圧が少量の場合、メモリ値は0になり、さらに電圧が必要な場合、メモリ値は1になります。

メモリ容量の増加

歴史的に、フラッシュメモリの容量は、コンポーネントのサイズを縮小し、それらを互いに近づけるための新しい方法を開発することによって増加してきました。これにより、基本的にフラッシュセルをより近くに詰めることができます。残念ながら、これらのメモリセルを操作するために使用される電荷が、あるセルから別のセルにジャンプして全体を役に立たなくする前に、これらのメモリセルをどれだけ小さくできるかには限界があります。

これを回避するために、メモリセルが配置されるシリコン基板の形状が変更されました。基板を円筒形にし、それぞれに複数のメモリセルを配置し、これらの円筒を垂直に並べて配置することで、メモリセルの表面積を大幅に増やすことができます。表面積が増えると、より多くのメモリセルを同じボリュームに配置できるため、同じサイズのNANDフラッシュチップのメモリ容量を大幅に増やすことができます。

なぜ3DNANDが優れているのですか？

3D NANDはメモリ密度が高いだけでなく、構造を作成するために必要な製造方法は、従来のNANDレイアウトよりも実際に簡単に作成できます。これは、3DNANDの容量が大きくコストが削減されることを意味します。

さらに、この3D NANDメモリは、読み取り速度と書き込み速度の両方で、従来のNANDフラッシュの2倍の速度です。また、寿命は最大10倍で、消費電力は約半分です。