O que é 3D NAND Flash?

A memória flash NAND é a tecnologia usada para armazenar dados em todos os produtos de memória flash, como SSDs. Muitos produtos de flash NAND modernos são anunciados como flash NAND 3D ou V-NAND. Esse tipo de memória empilha as células de memória verticalmente no chip flash, mas o que isso significa e por que é melhor?

Dica: o flash 3D NAND é um conceito diferente do MLC, TLC e QLC. 3D NAND refere-se à estrutura de empilhamento físico de células de memória vertical e horizontalmente. MLC, ou célula multinível, juntamente com células de nível triplo e quádruplo, referem-se ao número de bits de dados que uma única célula pode armazenar, o que aumenta o número de níveis de energia distintos.

O que é flash NAND?

Flash NAND é um tipo de memória flash baseado na porta lógica NAND. Uma porta NAND só é falsa, se todas as suas entradas forem verdadeiras, com NAND significando “Não E”.

A memória Flash é construída com base em um princípio relativamente simples. Existem dois cabos de alimentação, uma fonte e um dreno. Entre eles está uma porta flutuante e uma porta de controle, todas colocadas em um substrato de silício. O flash NAND vincula várias células uma após a outra em série, mas segue o mesmo princípio. Para definir a célula NAND para um binário 1, uma corrente elétrica é aplicada à porta flutuante, onde é capturada pelo isolamento de óxido de silício. Para descarregar a célula, mais mudanças são aplicadas, até que ela atinja um limite onde possa pular para o dreno.

Uma célula NAND é lida aplicando-se uma carga elétrica à porta de controle. A presença de uma carga elétrica na porta flutuante aumenta a quantidade de voltagem que precisa ser aplicada à porta de controle para fazê-la conduzir. Se apenas uma pequena quantidade de voltagem for necessária para conduzir eletricidade através da porta de controle, o valor da memória será 0; se mais voltagem for necessária, o valor da memória será 1.

Aumentando a capacidade de memória

Historicamente, a capacidade da memória flash foi aumentada com o desenvolvimento de novas maneiras de reduzir o tamanho dos componentes e colocá-los mais próximos. Isso essencialmente permite que você empacote as células flash mais próximas umas das outras. Infelizmente, há um limite para o quão pequenas essas células de memória podem ser feitas antes que a carga elétrica usada para operá-las seja capaz de pular de uma célula para outra, tornando tudo inútil.

Para contornar isso, a forma do substrato de silício em que as células de memória são colocadas foi alterada. Ao transformar o substrato em formas cilíndricas, cada uma das quais pode ter várias células de memória e, em seguida, colocar esses cilindros verticalmente próximos uns dos outros, a área de superfície das células de memória pode ser aumentada enormemente. Com uma área de superfície aumentada, mais células de memória podem ser colocadas no mesmo volume, permitindo um aumento significativo da capacidade de memória para um chip flash NAND do mesmo tamanho.

Por que 3D NAND é melhor?

3D NAND não só tem uma densidade de memória mais alta, mas o método de produção necessário para criar a estrutura é realmente mais fácil de criar do que com o layout NAND tradicional. Isso significa que 3D NAND tem uma capacidade maior e um custo reduzido.

Além disso, a memória NAND 3D também é duas vezes mais rápida em velocidades de leitura e gravação do que o flash NAND tradicional. Ele também tem até dez vezes a longevidade e consome cerca de metade da energia.