Computex 2017 ストレージ予測: 64層構造

NAND不足は、片側2車線の高速道路で渋滞する車の後ろを走っているようなものだ。十分なフラッシュメモリがなければ、企業は新製品を大量生産することが困難になる。コンシューマー向け製品に利用可能なフラッシュメモリは業界最高水準ではないため、この1年間、私たちは品質の低い製品を選り分け、ようやく高品質な製品にたどり着くことができた。消費者にとってはさらにひどい状況で、既に所有しているSSDよりも性能の劣るSSDにお金を費やしている。

それは変わりつつありますが、一夜にして奇跡が起こることを期待しないでください。

ザ・クリークは64層の深さに到達

今週開催されるComputex 2017では、64層NANDと、それを搭載した製品が最大の注目を集めるでしょう。東芝、Western Digital、SanDiskが製品発表を控えており、他の企業もこれに追随する予定です。東芝はすでにDell Worldでこの技術に関する情報を公開しており、製造パートナーであるWDからも発表があるのは間違いありません。まさに今、多くの人が待ち望んでいた瞬間です。

つまり、東芝/WD は、BiCS FLASH と呼ばれる第 3 世代 3D NAND を提供することで、NAND 不況から抜け出すことになっているのです。

BiCS FLASHはNANDの供給逼迫を軽減するとして高く評価されるかもしれませんが、読者は数四半期は取り残されるでしょう。サンディスクは長年、将来はセルあたり3ビットのNAND（TLC）に注力すると述べてきました。この考え方は、サンディスク買収後、ウエスタンデジタルにも引き継がれました。3D TLCは高性能製品向けとしては実証されていない技術であるにもかかわらず（サムスン以外）、クライアント用途でのBiCS MLCについて語る人は誰もいません。

64層化への対応を進めている企業は東芝だけではありません。IMFT（Intel Micron Flash Technology）も第2世代3D NANDを推進する予定です。Computexでは最終製品の販売は未定ですが、既存の32層ダイ密度の2倍となる64層スタックのデモが披露される予定です。Intelは近日中に基調講演で3D Gen 2について発表すると予想されており、既に複数の企業が実用サンプルの公開を表明しています。

IMFTの64層NANDは、東芝の64層BiCS FLASHほどリリースが進んでいませんが、それほど遅れているわけではありません。Micron社によると、3D TLC Gen 2はコストを30%以上削減します。BiCS FLASHと同様に、ビット出力の増加はNANDの供給量増加につながり、近い将来、価格が安定水準に戻り、予測通りの低下が見込まれると予想されます。

今週最大の64層メモリ発表は、台湾ではなく、数百マイル北に位置する韓国からとなるでしょう。情報筋によると、サムスンは近日中に64層V-NANDの生産を増強する予定です。新工場が量産体制に入り次第、生産台数も増加し始める見込みです。店頭販売に反映されるまでには数ヶ月かかるでしょう。今年の夏のFlash Memory Summit、あるいはそれより早く、何らかの形で64層メモリ製品の発表があると予想しています。

言いたくはありませんが、今後ほぼすべてのコンシューマー向けSSDにTLCが搭載されるでしょう。愛好家が十分に使用できる速度を実現するのは、コントローラー設計会社にかかっています。

流れを制御する

一方、この新しいフラッシュメモリには、新しいコントローラ、あるいは少なくとも新しいファームウェアが必要になります。ファームウェアの大規模な変更は、プログラミングの最適化、機能の追加、クロック速度の向上を図る絶好の機会です。CPUと同様に、処理能力は有限のリソースです。そのため、実行できるコードの種類と頻度には制限があります。スループットの向上を期待していた3D NANDコントローラソリューションの中には、期待に応えられなかったものもありました。低コストではありますが、デュアルコアNVMeプロセッサは、Samsungの5コアNVMeコントローラに決して匹敵するものではありません。

Phison E8がいくつかの場所で展示される予定です。これはE7の低価格版で、フラッシュへのチャネル数が半分になっています。Phisonは1月のCESで簡単な試用版を提供しましたが、このアーキテクチャに基づく製品は、BiCS FLASHの入手性向上によってのみ提供されるでしょう。CESでは、東芝製15nmプレーナNANDを搭載したE8がIntel 600pをはるかに上回る性能を示し、様々なメーカーからE8搭載製品がさらに低価格で提供されると聞きました。PhisonのPS5007-E7の成功を考えると、後継コントローラが性能と価格の両面でどのような可能性を秘めているかを見るのが楽しみです。ある企業は新しいSSDを発表する予定でしたが、後に時期尚早だと判断しました。おそらくPhison E8をベースにしたものと思われます。今年後半のFlash Memory Summitでさらに詳しい情報が発表される予定です。

東芝はDell Worldで、クライアント向けNVMe SSDの新製品を展示しました。Computexにはブースを出展していませんが、XG5と、将来的にはOCZ RDx00ブランド製品として店頭に並ぶことを期待しています。残念ながら、このドライブはセルあたり3ビットのNANDを採用していますが、新しい64層NANDがSamsung 960 EVOが達成した高性能を実現できることを期待しています。

Silicon Motion Inc.はComputex出展時には沈黙を守っていましたが、SM2260（NVMe）およびSM2258（AHCI）コントローラーの様々なバージョンで複数の設計受注を獲得しています。ロードマップの更新は期待できますが、量産対応コントローラーの稼働は見込めません。同社がデュアルコアプロセッサーから脱却し、高性能市場へ進出するか、少なくともシーケンシャルライト性能とパフォーマンスの一貫性を向上させるDirect-to-Die機能を追加することを期待しています。

SMIについてお話を伺ったすべての企業が、認定サイクルにおけるサポートと迅速な対応を高く評価しています。ある企業は、午前中に問題を発見しても、午後にはSMIのフィールドエンジニアがオフィスに到着することができたと述べています。SMIは過去2年間で驚異的な成長を遂げており、魅力的な製品を市場に投入するために必要なエンジニアリング予算の増加に繋がっていることは間違いありません。

MarvellもComputex以前は沈黙していた企業の一つですが、1月のCESでのミーティング後、今後の展望が少し見えてきました。同社は、ホストバッファメモリ（HMB）を搭載した88NV1140 SSDを進化させているはずです。この技術はOEM SSDの未来であり、Windows 10をAnniversary Update以降で実行している場合は既にサポートされています。これはDRAMレス設計の次の進化形ですが、システムDRAMによるパフォーマンスの大幅な向上が期待できます。NVMeプロトコルでのみ動作します。NVMe SSDコントローラーはシステムメモリへの直接チャネルを持ち、フラッシュ変換レイヤーをキャッシュするためにメモリのごく一部を使用します。ユーザーがシステムメモリのわずかな部分を失うことはなく、現在出荷されているDRAMレスSSDと比較してパフォーマンスが大幅に向上します。

PlextorのM8Peに使用されているのと同じコントローラの4チャネル版であるEldora Liteを搭載したコンシューマー向けSSDはまだ出荷されていません。現時点では、Phison E8と同じような状況にあると推測しており、64層NANDの供給が拡大するまでは、各社が製品を市場に投入できないでしょう。Eldora Liteをベースにした製品は魅力的な価格設定となり、業界はNVMe SSDの価格を下げることができるはずです。一部のアナリスト企業は、NVMeの出荷台数が2017年後半にSATAを上回ると予測しています。Eldora Liteや同様の設計は、その可能性を高めるでしょう。

小売向け製品

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店頭販売可能な製品をいくつかご紹介できますが、まだお伝えできる情報はほとんどありません。Plextorは、M8Peエンスージアスト向けNVMe SSDのTLCベース版であるM8Seを最終開発する予定です。これらのドライブはオフィスに在庫があり、展示会からリモートでテストしています。ドライブは冷却性能の異なる3つの構成で出荷されます。M.2 2280バージョンは、ベアSSDとヒートシンク付きで出荷されます。また、大型ヒートシンクを搭載したアドインカードモデルもあります。Plextorによると、シーケンシャルリードは最大2,450MB/秒、シーケンシャルライトは最大1,000MB/秒の速度が期待できます。M8peとの比較については、こちらをご覧ください。

Adataは数多くの新製品を展示するはずだ。同社は設計案をいくつか提示し、能力と市場ニーズに基づいて販売数を制限する傾向がある。2つの新しいNVMe製品は、店頭販売が有望に見える。1つ目は、ゲーマーや愛好家向けに設計されたXPGラインに追加されたものだ。Adataはこの製品を、ROGマザーボードの設計に合うヒートシンクを搭載して出荷する予定だ。2つ目のNVMe SSDはMarvell Eldoraコントローラーを使用しているが、詳細は不明だ。東芝の15nm平面NANDを採用している可能性がある。製造終了前の最後の手段だが、新しい64層3D NANDのみで出荷されると見ている。Adataは、MLCフラッシュの使用をいまだに希望している数少ない企業の1つだ。同社が東芝に働きかけ、消費者向け製品をサポートするのに十分な量の3D MLCを製造させてくれるか、平面ミルの稼働をもう少し延ばしてくれることを期待するだけだ。うまくいくことを祈るが、期待はしないほうがいいだろう。

小規模ストレージメーカーから数多くの新SSDが発売されるほか、中国からも数多くの製品が発売されるでしょう。中国製品は、どんな奇抜なアイデアが隠されているのか分からないので、見ているだけでも楽しいです。遠く離れた国で販売されている、あまり知られていないSSDも数多くあります。低価格のものが多いですが、アメリカやヨーロッパでもぜひ見てみたい高性能モデルもいくつかあります。Galax PCI-E HOFやTigo G5はその好例です。

Optaneこそが最先端

ここ数ヶ月、P4800XをベースにしたIntel OptaneプロシューマーSSDの噂が流れていました。噂によると、この新しい高性能SSDは900pという名前で登場するとのこと。不揮発性メモリソリューショングループのシニアバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーであるロブ・クルーク氏がIntelの基調講演で講演する予定なので、このドライブについてさらに詳しく知ることができることを期待しています。ここ数週間、リークされた文書や画像を目にしてきましたが、初期のリークを信頼できる情報として信じるのは難しいです。もし状況が変わらなければ、900pは250GBから1.5TBまでの複数の容量サイズで発売されるでしょう。

高性能を求めるなら、Optaneが最適です。OptaneはNANDフラッシュベースではありません。相変化材料を使用し、読み出し、変更、書き込みサイクルなしで0と1の間を移動できます。IntelとMicronは、低いキュー深度で優れたパフォーマンスを発揮する、次世代のシングルレベルセルフラッシュメモリを開発しました。

興味深いことに、900pのリーク画像には2つのバージョンが示されています。1つは、P4800Xのような標準的なプリント基板の上に、容赦のない黒いヒートシンクを搭載したデザインです。もう1つのリーク画像には、RGBと思われるLEDストリップが写っています。高性能ワークステーションは、あっという間に1970年代のニューヨークのディスコのような雰囲気になるでしょう。