En tant que plus grand fournisseur mondial de NAND 3D en termes de revenus et de livraisons de bits, Samsung adopte régulièrement des nœuds de production de pointe pour augmenter la densité de bits et les capacités de ses disques SSD. Lors du China Flash Memory Market Summit, la société a déclaré que la capacité d’un seul SSD peut atteindre 1 pétaoctet (PB, ou 1 024 téraoctets), mais cela ne se fera évidemment pas du jour au lendemain.
Selon un rapport d’A&SMag, Samsung s’attend à ce que la NAND 3D poursuive la mise à l’échelle physique et logique, ce qui signifie que la taille des cellules flash NAND diminuera et que le nombre de couches augmentera, de sorte que chaque couche pourra stocker plus de données. En outre, Samsung prévoit des technologies de conditionnement plus avancées pour les circuits intégrés 3D NAND. Les innovations physiques, logiques et d’emballage augmenteront la capacité d’un disque à 1 Po au cours de la prochaine décennie, a indiqué la société lors de l’événement.
Samsung fournit depuis longtemps certains des SSD les plus performants du secteur. La société a été parmi les premières à produire en masse un disque de 15,36 To en 2016, puis elle a déployé un produit de 30,72 To basé sur 3D TLC en 2017. Ces disques ne figurent pas sur notre liste des meilleurs SSD en raison de performances médiocres (pas pour mentionner des prix extrêmement élevés, du point de vue du consommateur), mais ceux qui ont besoin de beaucoup de stockage flash peuvent profiter de ces disques spacieux. Samsung a également présenté un SSD de 64 To en 2019, puis a présenté un prototype de SSD de 128 To basé sur 3D QLC NAND en 2021, mais ces appareils doivent encore entrer en production de masse.
En fait, contrairement à certains de ses pairs de l’industrie, Samsung utilise la mémoire 3D QLC NAND de manière plutôt conservatrice et « recherche actuellement des moyens de généraliser la technologie QLC » en innovant ses contrôleurs.
Mais Samsung semble admettre que la mise à l’échelle physique (réduction des cellules NAND et augmentation du nombre de couches NAND) à ~ 1000 couches par périphérique NAND 3D n’est pas suffisante en soi pour augmenter rapidement la densité de bits de la mémoire flash, et donc, la mise à l’échelle logique ( augmenter le nombre de bits stockés par cellule) est nécessaire.
Contrairement à Samsung, Kioxia (anciennement Toshiba) s’est particulièrement prononcé sur la mise à l’échelle logique de la NAND. En 2019, Kioxia a été le premier fabricant de NAND 3D à discuter du développement d’une mémoire NAND 3D PLC (penta level cell) capable de stocker 5 bits par cellule (bpc). L’équipe de scientifiques et d’ingénieurs de Kioxia a suivi avec une démonstration de la mémoire NAND 3D HLC (cellule de niveau hexa) opérationnelle qui stockait 6 bpc en 2021. La société a même exprimé l’opinion que la mémoire NAND 3D OLC (cellule de niveau octa) 8bpc était possible .
Pour stocker six bits par cellule, cette cellule NAND doit contenir 64 niveaux de tension, alors qu’une NAND 3D OLC 8bpc doit contenir 256 états de tension. L’augmentation du nombre de bits par cellule présente de multiples défis pour les fabricants.
Premièrement, ils doivent identifier les bons matériaux qui peuvent stocker 64 ou 256 états de tension tout en étant capables de les différencier pour s’assurer qu’ils n’interfèrent pas les uns avec les autres. Deuxièmement, ils doivent être capables de produire en utilisant ce matériau en grande quantité. Troisièmement, ils doivent gérer les températures pour une telle NAND 3D, mais cela devient de plus en plus difficile à mesure que le nombre de bits par cellule augmente. Enfin, ils doivent développer des algorithmes ECC extrêmement complexes pour la mémoire 3D HLC et 3D OLC NAND et de tels contrôleurs nécessiteront une puissance de calcul importante. Par conséquent, le coût de ces contrôleurs peut compenser les avantages de la mise à l’échelle logique de la NAND 3D.
Samsung devra faire face à bon nombre de ces défis sur la voie de l’activation des SSD de 1 pétaoctet au cours de la prochaine décennie, mais pour l’instant, la société ne partage pas plus de détails sur la façon dont elle espère accomplir l’exploit.