Samsungは、Samsung Tech Dayイベントにおいて、メモリおよびストレージ製品に関する重要な発表をいくつか行いました。より高密度で安価な新しいフラッシュメモリが次々と市場に投入されるにつれ、データストレージの様相は急速に変化しています。Samsungは業界をリードし、3D NANDを搭載したSSDを初めて開発しました。この優位性により、ストレージ市場において長年にわたりリーダーシップを確立しました。興味深いことに、QLC(Quick-Locked Memory:高速大容量メモリ)分野では、IntelとMicronが既に複数の市場セグメントにQLC SSDを出荷しているのに対し、Samsungは競合他社に遅れをとっています。しかし、Samsungはまもなく、QVOブランドの新SSDラインとして独自のQLC製品を市場に投入する予定です。
サムスンは、5年前に発売された3D V-NANDの高密度化を着実に進めてきました。前世代のV4フラッシュは64層でしたが、同社は現在、V5で約90層にまで層を引き上げることを計画しています。
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サムスンV-NAND | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
レイヤー | 24 | 32 | 48 | 64 | 9倍 |
ダイ密度 | 行2 - セル1 | 行2 - セル2 | 行2 - セル3 | 行2 - セル4 | 1TB |
V5は、単なる層数の増加に加え、もう一つ重要な改良点をもたらします。サムスンは最新のフラッシュメモリをTLCとQLCの両方で製造しています。V5 QLCは1TBのダイで提供され、TLCよりも33%高密度です。サムスンはまた、競合するQLCフラッシュよりも高速になるとされる、より高性能な512GBの高密度ダイも開発しています。サムスンによると、この高性能版は競合フラッシュメモリよりも読み取りレイテンシが37%、書き込みレイテンシが45%高速です。1TBのダイも十分な速度を備えており、1.4Gbpsで動作します。これは、800Mbps程度で動作する他のフラッシュメモリのほぼ2倍の速度です。
ストリングスタッキング(マルチスタックとも呼ばれる)は、3Dフラッシュメモリの層数を増やすために最も一般的に用いられる技術となっています。この製造プロセスは、基本的に32層フラッシュメモリを複数層重ねた「スタック」構造です。Samsungの競合他社はすべてストリングスタッキングを採用しており、製造プロセスのコストと複雑さが増大しますが、SamsungはV5世代でもシングルスタックフラッシュを採用しています。Samsungは、これにより製造品質と歩留まりが向上し、コスト削減につながると主張しています。
サムスンはV6フラッシュの開発に取り組んでおり、次世代に向けてさらなる改良を計画していることも発表しました。V6は100層未満でデビューしますが、V5と同様に、サムスンは正確な層数を明らかにしていません。ただし、次世代フラッシュではストリングスタッキングを採用するとは述べています。
サムスンはV7-10以降の計画も進めており、今後10年間で最終的には500層以上に拡張するとしています。サムスンはこの目標達成に向けて、いくつかの新技術を開発しています。これには、インテルやマイクロンのCuA(CMOS Under the Array)に類似したCell Over Peripheral(セル・オーバー・ペリフェラル)や、セルを横方向に縮小することなどが含まれます。また、シングルスタック技術ではスケーリングが困難になった場合、複数のV-NANDスタックを連結することも検討しています。
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サムスンは、現行製品を新しいV5 TLCフラッシュメモリで刷新し、エンタープライズおよびデータセンター向けに新しいV5 QLCベースのSSDを開発します。これらのドライブは、ウォームデータストレージアプリケーションで使用されている10K HDDの代替として設計されています。
Samsungは、V5 TLC NANDを搭載した970 EVO Plusも発表します。新しいSamsung EVO Plusは、容量は引き続き最大2TBですが、スループットは500MB/秒向上し、驚異の3GB/秒に達しています。
Samsungは、新しい860 QVO SATA SSD、980 QVO NVMe SSD、そしてBM991 NVMe SSDも発表しました。新しい860 QVOと980 QVOは、860や970 EVOと同様に次世代の市販製品となる可能性がありますが、Samsungは詳細を明かしていません。
QLCラインナップには、6種類の新しいSSDが含まれています。Extreme ECCやV-NAND State Stabilizerといった機能は、データの整合性を維持し、「機械学習ベースのデータ保護」を提供します。これは、流行語があらゆる境界を越えることを証明しています。新しいドライブのうち3種類はエンタープライズ/データセンター向けです。BM1733とBM9A3はNVMeインターフェースを使用し、BM1653はSAS接続です。
BM1733は、データセンター向けにNF1フォームファクター、エンタープライズ向けにデュアルポート接続を備えたU.2フォームファクターで提供されます。また、デュアルポートPCIe Gen4インターフェースにより、最大32TBの容量と最大10GB/秒の速度をサポートします。
Samsungは、PM1723bの後継として、PM1733をラインナップに追加しました。PM1733は、1.6TBから最大30.72TBまでの容量を誇ります。このSSDは、アップグレードされたデュアルポートPCIe Gen4インターフェースを活用し、最大8GB/秒のシーケンシャルリード/ライトスループット、最大150万IOPSのランダムリード/ライトIOPS、最大25万IOPSのランダムライト/リードスループットを実現します。
Z-NAND Gen2
Samsungは、IntelのOptaneのより安価な代替品としてZ-NANDを設計しました。白紙の状態から開発するのではなく、既存のSLCフラッシュメモリのワードラインとビットラインを縮小することで、シンプルな変更を加えました。第一世代のZ-NANDダイは、64GBの容量と、読み出し/書き込みレイテンシが3マイクロ秒/100マイクロ秒という性能を誇りました。
Samsungの第2世代Z-NANDは、SLCとMLCの両方のモデルで提供されます。SLCモデルは、第1世代の2倍の容量である128GBを誇り、読み出し/書き込みレイテンシは1.3/70us未満に改善されています。新しいMLCモデルは、容量が2倍の256GBとなり、読み出し/書き込み速度は5/150usです。これは、パフォーマンスと容量の大幅な増加をトレードオフするものです。Samsungは生産増強のため、華城工場を拡張しています。
第2世代Z-SSDの容量は800GBから4TBまでです。SZ1733とSZ1735はSLCモデルとしてリリースされ、MLC Z-NANDモデルは後日、名称未定の製品がリリースされる予定です。
SZ1735は、5年間の保証期間を通じて、1日あたり最大30回のドライブ書き込みに対応しています。4K読み取りレイテンシは約16マイクロ秒、最大3GB/秒のシーケンシャルスループット、750K/250Kランダム読み取り/書き込みIOPSを実現します。今後登場するZ-NANDベースのSSDは、PCIe Gen4インターフェース経由で最大12GB/秒のパフォーマンスを実現すると予想されます。