Японская компания Kioxia (бывшая Toshiba Memory) испытала 6-битовую память HLC 3D NAND и планирует создать 8-битовую OLC NAND. Два года назад японская компания Kioxia (бывшая Toshiba Memory) сообщила об успешной разработке флеш-памяти NAND PLC с записью 5 бит в каждую ячейку.

Это обещало на 25% увеличить плотность записи по сравнению с памятью QLC NAND (4-битовой), но в два раза снижало устойчивость к износу для техпроцесса класса 10 нм — до 35 циклов перезаписи. Однако инженеры не остановились на достигнутом и недавно испытали 6-битовую память HLC 3D NAND и планируют создать 8-битовую OLC NAND.

Информация в ячейке NAND кодируется числом состояний заряда (напряжением) и определяется значением 2 в степени, где степень — это разрядность ячейки. Например, для памяти MLC — это четыре градации уровней напряжения (2²), а для популярной сегодня 4-битовой QLC уже 16 значений (2⁴). Для памяти с шестью битами в каждой ячейке необходимо удерживать уже 64 уровня, а для 8-битовой — 256 значений. Это неимоверно нагрузит контроллер памяти, который на каждой операции должен будет все это восстанавливать и корректировать, но против этого восстает также физика и химия материалов.

Чтобы проверить работу 6-битовой ячейки NAND, инженеры Kioxia охладили образец памяти до температуры –200 °C. Это стабилизировало характеристики материала и позволило упростить конструкцию ячейки. Эксперимент показал, что в таком состоянии 6-битовая ячейка может записывать и хранить данные до 100 минут без разрушения, а также выдерживает до 1 000 циклов перезаписи.

Разработчики надеются, что в условиях комнатной температуры такая память выдержит до 100 циклов перезаписи. Достигнутый результат позволяет надеяться, что со временем появится память HLC и даже OLC.

Однако даже если ученым в компании Kioxia удастся заставить HLC и OLC NAND работать при комнатной температуре, им необходимо разработать и соответствующие контроллеры. Их задача — надежно читать и записывать данные из такой флеш-памяти. Такие контроллеры должны будут поддерживать чрезвычайно сложные алгоритмы ECC, которые потребуют значительных вычислительных мощностей.

Будут ли такие контроллеры слишком дорогими и компенсировать преимущества емкости 3D HLC и 3D OLC NAND? И какую производительность могут предложить будущие приводы HLC? Как отмечает издание Tom’s Hardware, «только время покажет», однако эксперты не ждут, что TLC исчезнут с рынка в ближайшее время.