3D NAND Flash là gì?

Bộ nhớ flash NAND là công nghệ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu trong tất cả các sản phẩm bộ nhớ flash, chẳng hạn như SSD. Nhiều sản phẩm flash NAND hiện đại được quảng cáo là 3D NAND flash hoặc V-NAND. Loại bộ nhớ này xếp các ô nhớ theo chiều dọc trong chip flash, nhưng điều đó có nghĩa là gì và tại sao nó tốt hơn?

Mẹo: 3D NAND flash là một khái niệm khác với MLC, TLC và QLC. 3D NAND đề cập đến cấu trúc của các ô nhớ xếp chồng theo chiều dọc và chiều ngang. MLC, hoặc ô Đa cấp, cùng với ô Ba và bốn mức đề cập đến số lượng bit dữ liệu mà một ô duy nhất có thể lưu trữ, điều này làm tăng số lượng mức năng lượng riêng biệt.

NAND flash là gì?

NAND flash là một loại bộ nhớ flash dựa trên cổng NAND logic. Cổng NAND chỉ là false, nếu tất cả các đầu vào của nó là true, với NAND là viết tắt của “Not AND”.

Bộ nhớ flash được xây dựng trên nguyên tắc tương đối đơn giản. Có hai dây cáp điện, một nguồn và một cống. Giữa chúng là một cổng nổi và một cổng điều khiển, tất cả đều được đặt trên nền silicon. NAND flash liên kết một số ô với nhau lần lượt theo chuỗi nhưng tuân theo cùng một nguyên tắc. Để đặt ô NAND thành hệ nhị phân 1, một dòng điện được đưa vào cổng nổi nơi nó bị giữ lại bởi lớp cách điện silicon-oxit. Để xả tế bào, thay đổi nhiều hơn được áp dụng, cho đến khi nó đạt đến ngưỡng có thể nhảy xuống cống.

Một tế bào NAND được đọc bằng cách đặt một điện tích vào cổng điều khiển. Sự hiện diện của điện tích trong cổng nổi làm tăng lượng điện áp cần được đặt vào cổng điều khiển để làm cho nó dẫn điện. Nếu chỉ cần một lượng điện áp nhỏ để dẫn điện qua cổng điều khiển thì giá trị bộ nhớ là 0, nếu cần nhiều điện áp hơn thì giá trị bộ nhớ là 1.

Tăng dung lượng bộ nhớ

Trong lịch sử, dung lượng của bộ nhớ flash đã được tăng lên bằng cách phát triển các cách mới để thu nhỏ kích thước của các thành phần và đặt chúng gần nhau hơn. Về cơ bản, điều này cho phép bạn đóng gói các ô flash lại gần nhau hơn. Thật không may, có một giới hạn đối với mức độ nhỏ của các ô nhớ này trước khi điện tích được sử dụng để vận hành chúng có thể nhảy từ ô này sang ô khác và khiến toàn bộ mọi thứ trở nên vô dụng.

Để giải quyết vấn đề này, hình dạng của chất nền silicon mà các ô nhớ được đặt trên đó đã được thay đổi. Bằng cách làm cho chất nền thành các hình trụ, mỗi hình trụ có thể có nhiều ô nhớ, và sau đó đặt các hình trụ này theo chiều dọc cạnh nhau, diện tích bề mặt cho ô nhớ có thể được tăng lên hàng loạt. Với diện tích bề mặt tăng lên, nhiều ô nhớ có thể được đặt trong cùng một ổ đĩa cho phép tăng đáng kể dung lượng bộ nhớ cho chip flash NAND có cùng kích thước.

Tại sao 3D NAND lại tốt hơn?

3D NAND không chỉ có mật độ bộ nhớ cao hơn, mà phương pháp sản xuất cần thiết để tạo cấu trúc thực sự dễ tạo hơn so với cách bố trí NAND truyền thống. Điều này có nghĩa là 3D NAND vừa có dung lượng lớn hơn vừa có giá thành giảm.

Ngoài ra, bộ nhớ 3D NAND này cũng nhanh hơn gấp đôi ở cả tốc độ đọc và ghi so với flash NAND truyền thống. Nó cũng có tuổi thọ cao gấp mười lần và tiêu thụ điện năng khoảng một nửa.