Micronが第1世代3D NANDフラッシュ技術を正式に発表した際、同社は、この技術によりガムスティックサイズのSSDで3.5TB、標準的な2.5インチSSDで10TBを超える容量が実現すると発表しました。最新のブリーフィングでは、これらの製品を実現する技術についてさらに詳しくお伝えしました。
構造
Micron社の第1世代3Dフラッシュ技術は、1つのダイを32層で構成します。マルチレベルセル（MLC）モードでは、ダイの容量密度は256ギガビットに達します。現在出荷されている競合技術では、同じ容量を実現するために48層が必要です。3ビット/セル（TLC）モードでは、同じダイに384ギガビットのデータを保持できます。新しいセルは、Micron社の16nmプレーナーNANDと比較して、ビット容量が2倍になっています。ブロックサイズは、MLCモードで16MB、TLCモードで24MBに増加しています。
高密度化の要因の一つは、Micron社のCMOS Under the Array技術です。平面型NANDでは、フラッシュメモリを制御するロジックセルが全体のサイズの20%を占めます。ロジック制御セルをダイのストレージ部分の下に、つまり地下室や駐車場のように配置することで、同じフットプリントでより多くのストレージ容量を実現できます。
CMOS は、ダイ上で高度な ECC ソリューションを提供するために使用される FortisFlash や、書き込みパフォーマンスを向上させるために使用される SLC 領域などの特別な機能も処理します。
新しいストレージ構造にはフローティングゲート技術が採用されています。Micron社は、この技術は競合他社が採用しているチャージトラップ技術よりも電荷損失に優れていると主張しています。電荷損失が低減することで、Micron社の3Dフラッシュメモリは、時間の経過とともに消費電力が増加するエラー訂正技術の必要性を低減できます。理論上、フローティングゲートの採用により、Micron社は世代交代とともに垂直スタックをより積極的に展開できるようになります。SK Hynix社はフローティングゲートを採用した3D NANDフラッシュメモリの開発を試みましたが、最終的にはチャージトラップ技術を採用する方向でプロジェクトを断念しました。フローティングゲートは垂直スタックで構築するのがはるかに難しいと認識していますが、同時に、Micron社とIntel社は既にこの技術を習得済みです。
新しい3Dフラッシュは、Intel、Micron、Phison、SanDisk、SK Hynixなどがフラッシュメモリの共通インターフェースを構築するために策定・保守している仕様であるOpen NAND Flash Interface（ONFi）4.0に準拠しています。この第4版では、クアッドプレーンパスによりパフォーマンスが最大800 MT/sに向上し、消費電力はわずか1.2ボルトに低減されています。
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NANDフラッシュメーカーは耐久性の問題をしばしば避けがちですが、今回は違います。低密度パリティチェック（LDPC）エラー訂正技術と組み合わせることで、MicronのMLC 3Dフラッシュは最大30,000回のプログラム/消去（P/E）サイクルを実現できます。この高い耐久性により、エンタープライズ向けTLC（eTLC）も実現可能です。
利点
この消費電力削減により、Micronの新しい3D 32層フラッシュは、現在平面NANDフラッシュで使用されているのと同じ電力で、最大30%多くのデータを転送できるようになります。これにより、ノートパソコンのバッテリー駆動時間が延長され、データセンターの消費電力が削減されます。
この新たな密度により、最終製品のダイ容量は倍増し、256GBモデルが実質的に今日の128GBドライブに相当することになります。特別な設定をすることなく、2TB SSDは小売販売開始時点で利用可能となり、現在販売されている既存の1TB SSDと比べて大幅な価格差は発生しないはずです。耐久性の向上は、耐久性が後付けで検討され、エンタープライズ市場以外ではほとんど議論されなかった時代へと私たちを戻すでしょう。
小売店での販売状況
CESでは、Micronの3D MLCを搭載したR&D段階のクライアントSSDを目にしました。Micronによると、最初の製品版はComputex開催時期の6月に発売される予定です。3D MLCを搭載したクライアントSSDは、その後すぐにTLC製品とともに最初に登場する予定です。最終的には、TLCがクライアント市場を席巻するでしょう。高性能PCIeベースのモデルでさえもです。
Micronは、クライアントソリューションについてはSilicon Motion, Inc.と、エンタープライズ製品についてはPMC Sierraと緊密に連携してきました。このタイムフレームは、垂直パイプラインへの参入を熱望する他の企業から聞いている情報と一致しています。
Micron 社に、XPoint が低速の TLC NAND 用の大規模で高性能なバッファとして機能する 3D TLC / 3D XPoint の組み合わせの可能性について問い合わせたところ、「それについてはお話しできませんが、非常に優れたキャッシュまたはバッファになると思います」との回答でした。
組み合わせは明らかですが、高度なコントローラーとプログラミングが必要になります。詳細については、XPoint のアップデートを待つ必要があります。
クリス・ラムザイヤーは、Tom's Hardwareのシニア寄稿編集者でした。彼はコンシューマー向けストレージのテストとレビューを担当していました。
