約10年前の3D NANDの登場以来、ソリッドステートドライブ（SSD）のストレージ容量は急速に増加し、1GBあたりの価格は着実に低下しています。これが、現在、クライアントPCの圧倒的多数がSSDを使用している理由です。IEEEは、この傾向は今後も継続し、2029年までにSSDのストレージ容量は少なくとも4倍に増加すると予測しています。
3D NANDの容量が増大してきた理由は多岐にわたります。まず、NANDのアクティブ層数が長年にわたって増加してきたこと、そしてもう一方では、NANDメモリセルあたりの記憶ビット数が2ビットから3ビット（トリプルレベルセル、TLC）および4ビット（クアッドレベルセル、QLC）へと増加してきたことです。これらのイノベーションはいずれも時間をかけて実現され、テラバイトあたりのコストに関する経済目標を達成するために綿密に計算されてきました。
アクティブ層の数については、メーカーによって異なりますが、現在は200層から300層の間ですが、IEEEは2027年には500層以上になると予測しています。その後、SamsungやSK hynixなどの企業は1000層以上を予測しましたが、この権威ある研究所は予測を避けることにしました。
ハードドライブの進化に関する予測とは異なり、IEEEの新しい国際デバイス・システム・マスデータストレージロードマップでは、ストレージ密度に関して達成すべき目標が曖昧です。また、アクティブNAND層の数やその他のNANDメモリアーキテクチャについても曖昧です。IEEEはQLCをQLCと呼ばず、TLC+と呼んでいます。これは、QLC（4レベル充電）の先、ひょっとすると5レベル充電PLC（ペンタレベルセル）の可能性を示唆しているのかもしれません。
ダイ密度を継続的に高め、ビットあたりのコストを削減するには、層数の増加を最小限に抑え、層あたりのメモリセル密度（層あたりの面密度）を高め、メモリセルを製造するホールのサイズを縮小し、トランジスタあたりの記憶ビット数（トリプルレベルセル（TLC）からQLC、そしてPLC）を増やし、各メモリホールの均一な高アスペクト比エッチングを維持することが必要です。これらは設計と製造における課題であり、収益性の高い製造に必要な高い生産歩留まりを維持するために解決する必要があります。
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アントン・シロフはTom's Hardwareの寄稿ライターです。過去数十年にわたり、CPUやGPUからスーパーコンピュータ、最新のプロセス技術や最新の製造ツールからハイテク業界のトレンドまで、あらゆる分野をカバーしてきました。
