東芝メモリは、今年のフラッシュメモリサミットで多くの発表を行いました。同社の新製品XFMEXPRESSフォームファクタがBest of Showを受賞したことに加え、同社は他にも数多くの最先端ストレージ技術を展示しました。PCIe 4.0対応NVMe SSDの新製品数機種、XL-Flashストレージクラスメモリ（SCM）、そしてネイティブNVMe over fabrics（NVMe-oF）を搭載した興味深いイーサネットSSDなど、東芝はPCIe 4.0と新しいストレージ技術を積極的に採用しています。同サミットでは、ペンタレベルセル（PLC）NANDの開発を含む、将来のBiCS FLASHについても言及されました。
BiCS 5、6、7、およびセルあたり 5 ビットのフラッシュ…PLC の到来か?
東芝の基調講演では、同社の講演者が同社のXL-Flash技術だけでなく、将来の開発に関する興味深い点についても説明しました。
東芝は既にBiCSフラッシュの第5世代から第7世代までの計画を開始しています。各世代はPCIe規格の新世代と同期し、まずはPCIe 4.0に準拠したBiCS 5が間もなく市場に投入されますが、具体的なスケジュールは明らかにされていません。BiCS5は1,200MT/sの高帯域幅を特徴とし、BiCS6は1,600MT/s、BiCS7は最大2,000MT/sに達する予定です。
同社はペンタレベルセル（PLC）NANDフラッシュの研究にも着手し、既存のQLC NANDを改良することで、セルあたり5ビットのNANDフラッシュの動作を実証しました。この新しいフラッシュは、セルあたり5ビット（現在のQLCの4ビット）の記憶容量に対して、より高い密度を実現しています。しかし、これを実現するには、セルが32種類の異なる電圧レベルを記憶する能力が必要であり、SSDコントローラはそれらを正確に読み出す必要があります。ナノスケールでこれほど多くの電圧レベルの読み書きを行うには、この新技術は非常に困難です。より厳しいしきい値を制御するために、同社は既存のTLCとQLCに適応し、性能を向上させるための追加プロセスを開発する必要がありました。
QLCは既にかなり低速で、他の種類のフラッシュメモリに比べて耐久性が低いです。PLCはさらに耐久性が低く、パフォーマンスも低下します。しかし、Zoned Namespaces（ZNS）などの新しいNVMeプロトコル機能は、これらの問題の一部を軽減するのに役立つはずです。ZNS自体は、書き込み増幅の低減、メディアのオーバープロビジョニングと内部コントローラDRAM使用量の削減、そしてもちろんスループットとレイテンシの向上を目的としています。
同社は、次世代BiCS FLASHのあらゆる形態において、ダイ密度を向上させる新プロセスを開発しました。このプロセスは、従来の3Dフラッシュプロセスを維持しながら、メモリセルを半分に分割することでスケールアップを図るものです。東芝は現時点でこのアプローチが完全に実現可能かどうか確信を持てていません。
Tom's Hardware の最高のニュースと詳細なレビューをあなたの受信箱に直接お届けします。
XL-Flashの詳細、サンプル、生産の最新情報
東芝は昨年のFMSでXL-Flashを発表しました。XL-Flashは、サムスンの低レイテンシV-NAND（別名Z-NAND）とインテルのOptaneメモリに対する東芝の回答です。Optaneは非常に高価であり、サムスンのソリューションは自社ブランド製品に固有のものであるため、東芝はDRAMとNANDの性能ギャップを埋める、よりコスト効率が高く低レイテンシのストレージソリューションを顧客に提供する機会を見出しました。
主な特徴:
- 128 ギガビット (Gb) ダイ (2 ダイ、4 ダイ、8 ダイ パッケージで利用可能)
- オペレーティング システムの読み取りと書き込みをより効率的にする4KB のページ サイズ
- より効率的な並列処理を実現する16プレーンアーキテクチャ
- 高速なページ読み出しとプログラム時間。東芝によると、XL-FLASHは5マイクロ秒未満の読み出しレイテンシを実現し、既存のTLCの約10倍の速度を実現している。
XL-Flashは、Samsungの低レイテンシV-NANDに類似した設計を持つSLC NANDの一種で、最速の応答速度を実現するよう最適化されています。東芝は当初、この永続メモリをSSDに搭載する予定ですが、DRAMバス上で動作する不揮発性デュアル・インライン・メモリ・モジュール（NVDIMM）への搭載も検討しています。サンプルデバイスはすでに製造されており、9月に出荷が開始されます。東芝は2020年に量産開始を見込んでいます。
エンタープライズおよびデータセンターアプリケーション向け PCIe 4.0 SSD
東芝は、エンタープライズ/データセンター向けPCIe 4.0 SSDを発表し、公開デモを実施する初の企業です。同社の最新96層BiCS4フラッシュメモリを搭載した、全く新しいCM6シリーズ エンタープライズSSDとCD6シリーズ データセンターSSDは、最大6.7GB/秒のシーケンシャルスループットを実現します。
CD6はクラウドコンピューティング、コンテンツ配信ネットワーク（CDN）、データベースアプリケーション向けに設計されており、CM6はHPC、ビッグデータ分析、コンテナ化、仮想化アプリケーション向けに設計されています。どちらも新しいU.3フォームファクタ（SFF-TA-1001）を採用し、シングルポート（CD6）とシングル/デュアルポート（CM6）の構成で提供されます。さらに、最新のNVMe 1.4仕様をサポートしています。
ネイティブ NVMe over Fabrics サポートを備えた Ethernet SSD
東芝は、高性能 NVMe SSD をコンピューティング ノードから分離し、ネットワーク接続リソースとしてネットワーク インフラストラクチャ全体で共有および利用できるようにするソフトウェアである KumoScale を昨年リリースし、NVMe-oF を採用しました。
東芝は、24台のイーサネットSSDを搭載したイーサネットJBOFボックスを披露しました。各SSDはシステム内で個別のIPアドレスを持ち、イーサネット経由でアクセスします。量産対応のプロトタイプSSDは、東芝の96L 3D NANDを搭載し、Marvell 88SN2400 NVMe-oF SSDコントローラを使用して、PCIeレーンではなく25Gbイーサネットリンクを構築します。
NVMe-oFは非常に興味深く、有用な技術です。ファブリックを介した低レイテンシアクセスを実現し、SSDの帯域幅全体をネットワークに公開するとともに、ストレージ展開におけるPCIeレーンの大量割り当ての必要性を軽減することを目的としています。そのため、これらの貴重なレーンを、ローカルストレージではなく、GPUやその他のアクセラレータカードといったより重要なコンピューティングデバイスに活用できるようになります。
Sean は Tom's Hardware US の寄稿編集者で、ストレージ ハードウェアを担当しています。
