หน่วยความจำแฟลช NAND เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูลในผลิตภัณฑ์หน่วยความจำแฟลชทั้งหมด เช่น SSD ผลิตภัณฑ์แฟลช NAND สมัยใหม่จำนวนมากได้รับการโฆษณาเป็นแฟลช 3D NAND หรือ V-NAND หน่วยความจำประเภทนี้จะซ้อนเซลล์หน่วยความจำในแนวตั้งในชิปแฟลช แต่มันหมายความว่าอย่างไร และเหตุใดจึงดีกว่า
เคล็ดลับ: แฟลช 3D NAND เป็นแนวคิดที่แตกต่างจาก MLC, TLC และ QLC 3D NAND หมายถึงโครงสร้างของเซลล์หน่วยความจำที่ซ้อนกันในแนวตั้งและแนวนอน MLC หรือเซลล์หลายระดับพร้อมกับเซลล์สามระดับและสี่ระดับหมายถึงจำนวนบิตของข้อมูลที่เซลล์เดียวสามารถจัดเก็บได้ ซึ่งจะเพิ่มจำนวนระดับพลังงานที่แตกต่างกัน
แฟลช NAND คืออะไร?
แฟลช NAND เป็นหน่วยความจำแฟลชประเภทหนึ่งที่ใช้เกท NAND แบบลอจิคัล ประตู NAND เป็นเท็จเท่านั้น หากอินพุตทั้งหมดเป็นจริง โดย NAND ย่อมาจาก "Not AND"
หน่วยความจำแฟลชสร้างขึ้นบนหลักการที่ค่อนข้างง่าย มีสายไฟสองเส้น แหล่งจ่าย และท่อระบาย ระหว่างประตูทั้งสองมีประตูลอยและประตูควบคุมซึ่งทั้งหมดวางอยู่บนพื้นผิวของซิลิกอน แฟลช NAND จะเชื่อมโยงเซลล์จำนวนหนึ่งเข้าด้วยกันเป็นชุด แต่ใช้หลักการเดียวกัน ในการตั้งค่าเซลล์ NAND เป็นไบนารี 1 กระแสไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับประตูลอยซึ่งถูกกักไว้โดยฉนวนซิลิกอนออกไซด์ ในการปล่อยเซลล์ การเปลี่ยนแปลงจะถูกนำมาใช้มากขึ้น จนกว่าจะถึงเกณฑ์ที่สามารถข้ามไปยังท่อระบายน้ำได้
เซลล์ NAND ถูกอ่านโดยใช้ประจุไฟฟ้ากับประตูควบคุม การปรากฏตัวของประจุไฟฟ้าในประตูลอยจะเพิ่มปริมาณแรงดันไฟฟ้าที่ต้องใช้กับประตูควบคุมเพื่อให้เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า หากต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเพื่อนำไฟฟ้าผ่านประตูควบคุม ค่าหน่วยความจำจะเป็น 0 หากต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากขึ้น ค่าหน่วยความจำจะเป็น 1
เพิ่มความจุหน่วยความจำ
ในอดีต ความจุของหน่วยความจำแฟลชได้เพิ่มขึ้นด้วยการพัฒนาวิธีการใหม่ในการลดขนาดของส่วนประกอบและจัดวางให้ชิดกันยิ่งขึ้น โดยพื้นฐานแล้วจะช่วยให้คุณสามารถบรรจุเซลล์แฟลชไว้ใกล้กันมากขึ้น น่าเสียดายที่มีขีดจำกัดว่าเซลล์หน่วยความจำเหล่านี้จะมีขนาดเล็กเพียงใดก่อนการผลิตไฟฟ้า ประจุที่ใช้ในการดำเนินการสามารถกระโดดจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งและแสดงผลทั้งหมด ไร้ประโยชน์.
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ รูปร่างของพื้นผิวซิลิกอนที่วางเซลล์หน่วยความจำจึงเปลี่ยนไป โดยการทำให้ซับสเตรตเป็นรูปทรงกระบอกซึ่งแต่ละเซลล์สามารถมีเซลล์หน่วยความจำได้หลายเซลล์แล้ว การวางกระบอกสูบเหล่านี้ในแนวตั้งติดกัน พื้นที่ผิวสำหรับเซลล์หน่วยความจำจะหนาแน่นมาก เพิ่มขึ้น. ด้วยพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้น เซลล์หน่วยความจำจำนวนมากขึ้นสามารถวางในไดรฟ์ข้อมูลเดียวกันได้ ทำให้ความจุหน่วยความจำเพิ่มขึ้นอย่างมากสำหรับชิปแฟลช NAND ในขนาดเดียวกัน
เหตุใด 3D NAND จึงดีกว่า
3D NAND ไม่เพียงมีความหนาแน่นของหน่วยความจำที่สูงกว่าเท่านั้น แต่วิธีการผลิตที่จำเป็นในการสร้างโครงสร้างนั้นสร้างได้ง่ายกว่ารูปแบบ NAND แบบเดิม ซึ่งหมายความว่า 3D NAND มีทั้งความจุที่มากขึ้นและต้นทุนที่ลดลง
ที่ด้านบนของหน่วยความจำ 3D NAND นี้ยังมีความเร็วเป็นสองเท่าที่ความเร็วในการอ่านและเขียนเมื่อเทียบกับแฟลช NAND แบบเดิม มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นถึงสิบเท่าและกินไฟเพียงครึ่งเดียว