זיכרון פלאש NAND הוא הטכנולוגיה המשמשת לאחסון נתונים בכל מוצרי זיכרון הפלאש, כגון SSDs. מוצרי פלאש NAND מודרניים רבים מפורסמים כ-3D NAND flash או V-NAND. סוג זה של זיכרון מערם את תאי הזיכרון בצורה אנכית בשבב הפלאש, אבל מה זה אומר ולמה זה טוב יותר?
טיפ: פלאש 3D NAND הוא מושג שונה מ-MLC, TLC ו-QLC. 3D NAND מתייחס למבנה של ערימה פיזית של תאי זיכרון אנכית ואופקית. MLC, או Multi-Level cell, יחד עם תאים משולשים ו-Quad-Level מתייחסים למספר סיביות הנתונים שתא בודד יכול לאחסן מה שמגדיל את מספר רמות האנרגיה הנבדלות.
מהו פלאש NAND?
פלאש NAND הוא סוג של זיכרון הבזק המבוסס על שער ה-NAND הלוגי. שער NAND הוא שקר רק אם כל הכניסות שלו נכונות, כאשר NAND מייצג "לא AND".
זיכרון פלאש בנוי על עיקרון פשוט יחסית. ישנם שני כבלי חשמל, מקור וניקוז. ביניהם שער צף ושער בקרה, כולם מונחים על מצע של סיליקון. NAND flash מקשר בין מספר תאים אחד אחרי השני בסדרה, אך פועל לפי אותו עיקרון. כדי להגדיר את תא ה-NAND ל-1 בינארי, זרם חשמלי מופעל על השער הצף שבו הוא נלכד על ידי בידוד סיליקון-אוקסיד. כדי לפרוק את התא, מופעל שינוי נוסף, עד שהוא מגיע לסף שבו הוא יכול לקפוץ לניקוז.
תא NAND נקרא על ידי הפעלת מטען חשמלי על שער הבקרה. נוכחות של מטען חשמלי בשער הצף מגדילה את כמות המתח שיש להפעיל על שער הבקרה כדי לגרום לו להתנהל. אם נדרשת רק כמות קטנה של מתח כדי להעביר חשמל דרך שער הבקרה, אז ערך הזיכרון הוא 0, אם נדרש יותר מתח, ערך הזיכרון הוא 1.
הגדלת קיבולת הזיכרון
מבחינה היסטורית, הקיבולת של זיכרון פלאש גדלה על ידי פיתוח דרכים חדשות לצמצום גודל הרכיבים ולמקם אותם קרוב יותר זה לזה. זה בעצם מאפשר לך לארוז תאי פלאש קרוב יותר זה לזה. למרבה הצער, יש גבול לכמה קטנים ניתן ליצור תאי זיכרון אלה לפני החשמל מטען המשמש להפעלתם מסוגל לקפוץ מתא אחד למשנהו ולעבד את כל העניין חֲסַר תוֹעֶלֶת.
כדי לעקוף זאת, שונתה צורת מצע הסיליקון שעליו ממוקמים תאי הזיכרון. על ידי הפיכת המצע לצורות גליליות, שלכל אחת מהן יכולות להיות תאי זיכרון מרובים, ולאחר מכן אם מציבים את הצילינדרים הללו בצורה אנכית זה ליד זה, שטח הפנים של תאי הזיכרון יכול להיות מסיבי מוּגדָל. עם שטח פנים מוגדל, ניתן למקם יותר תאי זיכרון באותו נפח מה שמאפשר להגדיל משמעותית את קיבולת הזיכרון עבור שבב פלאש NAND באותו גודל.
מדוע NAND 3D טוב יותר?
3D NAND לא רק בעל צפיפות זיכרון גבוהה יותר, אלא ששיטת הייצור הנדרשת ליצירת המבנה היא למעשה קלה יותר ליצירה מאשר עם פריסת ה-NAND המסורתית. המשמעות היא של-3D NAND יש גם קיבולת גדולה יותר וגם עלות מופחתת.
נוסף על כך, זיכרון NAND תלת-ממד הוא גם מהיר פי שניים במהירויות קריאה וכתיבה מפלאש NAND מסורתי. יש לו גם אורך חיים של עד פי עשרה והוא צורך בערך חצי חשמל.