NAND zibatmiņa ir tehnoloģija, ko izmanto datu glabāšanai visos zibatmiņas produktos, piemēram, SSD. Daudzi mūsdienu NAND zibspuldzes produkti tiek reklamēti kā 3D NAND zibspuldze vai V-NAND. Šāda veida atmiņa zibatmiņas mikroshēmā saliek atmiņas šūnas vertikāli, bet ko tas nozīmē un kāpēc tas ir labāk?
Padoms: 3D NAND zibspuldze atšķiras no MLC, TLC un QLC. 3D NAND attiecas uz atmiņas šūnu fizisku sakraušanas struktūru vertikāli un horizontāli. MLC jeb daudzlīmeņu šūna kopā ar trīs un četru līmeņu šūnām attiecas uz datu bitu skaitu, ko var uzglabāt viena šūna, kas palielina atšķirīgo enerģijas līmeņu skaitu.
Kas ir NAND zibspuldze?
NAND zibatmiņa ir zibatmiņas veids, kura pamatā ir loģiskie NAND vārti. NAND vārti ir nepatiesi tikai tad, ja visi tā ievades dati ir patiesi, un NAND apzīmē “Not AND”.
Zibatmiņa ir veidota pēc salīdzinoši vienkārša principa. Ir divi strāvas kabeļi, avots un kanalizācija. Starp tiem ir peldošie vārti un vadības vārti, kas visi novietoti uz silīcija substrāta. NAND zibspuldze savieno vairākas šūnas vienu pēc otras virknē, bet ievēro to pašu principu. Lai iestatītu NAND elementu uz bināro 1, peldošajiem vārtiem tiek pievadīta elektriskā strāva, kur to aiztur silīcija oksīda izolācija. Lai izlādētu šūnu, tiek veiktas papildu izmaiņas, līdz tā sasniedz slieksni, kurā tā var pāriet uz kanalizāciju.
NAND šūnu nolasa, pieliekot elektrisko lādiņu vadības vārtiem. Elektriskā lādiņa klātbūtne peldošajos vārtos palielina sprieguma daudzumu, kas jāpieliek vadības vārtiem, lai tie vadītu. Ja nepieciešams tikai neliels spriegums, lai vadītu elektrību caur vadības vārtiem, tad atmiņas vērtība ir 0, ja nepieciešams lielāks spriegums, atmiņas vērtība ir 1.
Atmiņas ietilpības palielināšana
Vēsturiski zibatmiņas ietilpība ir palielināta, izstrādājot jaunus veidus, kā samazināt komponentu izmēru un novietot tos tuvāk viens otram. Tas būtībā ļauj iesaiņot zibatmiņas šūnas tuvāk viena otrai. Diemžēl ir ierobežojums tam, cik mazas šīs atmiņas šūnas var izgatavot pirms elektriskās lādiņš, ko izmanto to darbināšanai, spēj pāriet no vienas šūnas uz otru un atveidot visu bezjēdzīgi.
Lai to apietu, tika mainīta silīcija substrāta forma, uz kuras ir novietotas atmiņas šūnas. Padarot substrātu cilindriskās formās, no kurām katrai var būt vairākas atmiņas šūnas, un pēc tam novietojot šos cilindrus vertikāli vienu pie otra, atmiņas šūnu virsmas laukums var būt masīvi palielinājies. Ar palielinātu virsmas laukumu vairāk atmiņas šūnu var ievietot tajā pašā apjomā, kas ļauj ievērojami palielināt atmiņas ietilpību tāda paša izmēra NAND zibatmiņas mikroshēmai.
Kāpēc 3D NAND ir labāks?
3D NAND ir ne tikai lielāks atmiņas blīvums, bet arī struktūras izveidošanai nepieciešamo ražošanas metodi patiesībā ir vieglāk izveidot nekā ar tradicionālo NAND izkārtojumu. Tas nozīmē, ka 3D NAND ir gan lielāka jauda, gan samazinātas izmaksas.
Turklāt 3D NAND atmiņa ir arī divreiz ātrāka gan lasīšanas, gan rakstīšanas ātrumā nekā tradicionālā NAND zibspuldze. Tam ir arī līdz desmit reizēm ilgāks kalpošanas laiks un tas patērē aptuveni pusi jaudas.