Für SSDs und Co.: 3D-NAND-Flash von Micron startet mit 232 Schichten in neue Leistungsregionen

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Für SSDs: 3D-NAND-Flash von Micron startet mit 232 Schichten in neue Leistungsregionen (1)
Quelle: Micron

Halbleiterhersteller Micron hat seine 6. Generation von 3D-NAND-Flash-Speicher mit nunmehr 232 Schichten vorgestellt, die abermals Performance und Energieeffizienz verbessert.

Aus technischer Sicht baut Microns 232L-NAND auf die gleiche Bauweise wie die Vorgängergeneration mit 176-Layer-Design auf. Es handelt sich weiterhin um ein String-Stacking-Design, bei dem Micron auf ein Paar von 116 Layer-Decks in Form von "Türmen" setzt, gegenüber 88 Layern in der vorherigen Generation. 116-Layer-Decks sind dahingehend bemerkenswert, da Micron zum ersten Mal in der Lage war, ein einzelnes Deck mit mehr als 100 Lagen zu produzieren, was zuvor nur Samsung gelang, aber dort noch nicht in Serie verfügbar ist.

Die NAND-Decks von Micron werden weiterhin mit der Charge-Trap-CMOS-Under-Array-Architektur (CuA) gebaut, bei der der Großteil der NAND-Logik unter den NAND-Speicherzellen platziert ist, was einen Vorteil bei der NAND-Dichte verspricht. Nach Angaben des Unternehmens wurde eine Dichte von 14,6 Gbit/mm² erreicht, was einer 43 Prozent höheren Dichte gegenüber dem 176L-NAND entspricht, sowie zwischen 35 und 100 Prozent höher liege als bei konkurrierenden TLC-Produkten.

Für SSDs: 3D-NAND-Flash von Micron startet mit 232 Schichten in neue Leistungsregionen (2) Quelle: Micron Für SSDs: 3D-NAND-Flash von Micron startet mit 232 Schichten in neue Leistungsregionen (2)

Mehr Speicherplatz und Performance

Dank der verbesserten Dichte konnte der Hersteller auch seinen ersten 1-TBit-TLC-Die fertigen, wodurch Micron nun auch 2-TB-Chippakete herstellen kann, indem 16 der 232L-Dies zusammengefasst werden, was größeren SSD-Kapazitäten zugutekommt, aber bei kleineren Größen aufgrund niedrigerer Parallelität in Sachen Performance nachteilig sein kann.

Durch die Erhöhung der Anzahl der Ebenen (Planes) in Microns NAND-Die von vormals 4 auf nunmehr 6 hat sich die Parallelität in jedem Die weiter verbessert. Quad-Plane-Designs (vier Ebenen) wurden in der vorherigen NAND-Generation üblich, und mit der zunehmenden Dichte von NAND steigt auch die Anzahl der Ebenen, damit die Übertragungsraten mit der höheren Dichte mithalten können.

Dank der erhöhten Parallelität und verbesserter interner Übertragungsraten konnte Micron auch seine Lese- und Schreibgeschwindigkeiten pro Chip erheblich steigern. Nach Angaben des Unternehmens haben sich die Lesegeschwindigkeiten im Vergleich zur NAND-Generation 176L um über 75 Prozent verbessert, während sich die Schreibgeschwindigkeiten verdoppelt haben sollen. Auch das Chipgehäuse wurde um 28 Prozent verkleinert, das nun statt 12 mm x 18 mm (216 mm²) auf 11,5 mm x 13,5 mm (~155 mm²) kommt, was Platzeinsparungen beziehungsweise mehr Komponenten auf gleichem Raum ermöglicht.

Mehr Energieeffizienz und Release

Micron hat darüber hinaus auch die neue Generation von ONFI (Standard Open NAND Flash Interface) implementiert. Das 2021 vorgestellte ONFI 5.0 erhöht die Transferraten zwischen Controller und NAND um 50 Prozent und bringt sie auf 2.400 MT/s, passend zu aktuellen PCI-E-5.0-Controllern. Durch die mit ONFi 5.0 eingeführte NV-LPDDR4-Signalisierungsmethode soll nach Angaben von Micron pro Bit auch über 30 Prozent Strom eingespart werden können. Die Massenproduktion des neuen 3D-NAND-Flash soll unterdessen mit Auslieferung an erste Kunden bereits gestartet und auch bereits entsprechende SSDs in Arbeit sein.

Quelle: Micron via Anandtech.com

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    • Kommentare (5)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Also absolute Untergrenze wären für mich 250 MB/s sequentiell dauerhaft - denn die lesen meine HDDs halt^^

        Streng genommen ists gar nicht so tragisch, wenn der SLC-Cache groß genug ist. Es ist relativ selten dass ich so große Datenmengen am Stück schreiben muss und wenn kommts bei mir normalerweise auch nicht auf 20 Minuten an. Aber SSDs die auf Schreibwerte unterhalb von klassischen Festplatten zurückfallen wenns mal mehr zu tun gibt widerstreben einfach meinem Nerdsinn.
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Also absolute Untergrenze wären für mich 250 MB/s sequentiell dauerhaft - denn die lesen meine HDDs halt^^

        Streng genommen ists gar nicht so tragisch, wenn der SLC-Cache groß genug ist. Es ist relativ selten dass ich so große Datenmengen am Stück schreiben muss und wenn kommts bei mir normalerweise auch nicht auf 20 Minuten an. Aber SSDs die auf Schreibwerte unterhalb von klassischen Festplatten zurückfallen wenns mal mehr zu tun gibt widerstreben einfach meinem Nerdsinn.
      • Von massaker Software-Overclocker(in)
        Zitat von Incredible Alk
        Die Leistung ist mir wie gesagt fast egal, immerhin nutze ich an der Stelle ja auch weiter SATA das eh bei 550MB/s begrenzt ist. Nur die gefühlten 100 MB/s die QLC bei längerem Geschreibe hat wenn der SLC Cache voll ist...
        Ja, sind zwar 150-160 bei Modellen ab 2TB Kapazität, aber trotzdem echt nervig. Mindestens 300-350 sollen es schon sein, erhoffe mir aber schon 350-400 für die 880QVO. Außerdem brach die 4TB MX500 trotz TLC zeitweise auf ~300MB/s ein (siehe den Test auf CB). Was ich meinte : der aktuelle SATA-Controller, den Crucial benutzt, kann wahrscheinlich mit 8TB überhaupt nicht umgehen. Die könnten da wirklich alles auffrischen, neuen Controller, mehr DRAM, 232L-NAND und von mir aus MX600 benennen...Die Frage ist nur, ob sie sich im SATA-Bereich überhaupt noch so viel Mühe machen würden.
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Zitat von massaker
        Den neuen QLC-NAND (war das V7??) hat Samsung Ende 2021 angekündigt mit 2,6x bis 2,7x Leistungssteigerung. Entsprechende Release der 880QVO ist erfahrungsgemäß bereits um die Ecke. Wenn die mit QLC >400MB/s sustained writes schaffen, dann werden das wirklich ordentliche 8TB SATA-SSDs
        Bei dem Modell wollte bzw. hat Samsung eine NAND-Version übersprungen, deswegen dauert das so ewig. Ich hoffe ja dass du Recht hast, ne 880QVO wäre ggf. auch ne Option.
        Zitat von massaker
        Die Leistung ist für TLC aber eher unterdurchschnittlich, weil erstens am DRAM erwas gespart, zweitens - die haben keinen frischen SATA-Controller,
        Die Leistung ist mir wie gesagt fast egal, immerhin nutze ich an der Stelle ja auch weiter SATA das eh bei 550MB/s begrenzt ist. Nur die gefühlten 100 MB/s die QLC bei längerem Geschreibe hat wenn der SLC Cache voll ist (und das habe ich tatsächlich öfter dass mal 100GB oder so weggeschrieben werden sollen) sind halt gammlig. Da sind ja meine HDDs (sequentiell) schneller^^
      • Von massaker Software-Overclocker(in)
        Zitat von Incredible Alk
        Viel mehr als neue Leistungsregionen würden mich neue Größenregionen in bezahlbaren Euroregionen interessieren...
        Das kommt glaub automatisch mit dazu, leider entsprechend teuer am Anfang. Da das nun mal 1Tbit Chips sind, also doppelte Kapazität wird ganz sicher kommen und als Nebeneffekt -> erst die 4TB-SSDs werden maximale Speeds erreichen, so wie das momentan mit Phison-E18 +176L-NAND der Fall ist. (volle Leistung erst ab 2TB momentan)
        Zitat von Incredible Alk
        8TB und mehr die keinen QLC-NAND benutzen und trotzdem nicht vierstellig kosten.
        Ja, momentan die grob 1800€ sind wirklich jenseits von Gut und Böse. Die kommenden 8TB werden auch ganz bestimmt vierstellig anfangen und evtl erst in einem Jahr unter 1000 rutschen.
        Zitat von Incredible Alk
        Auf den Nachfolger der Samsung 870QVO (das einzige bezahlbare 8TB-Modell, leider mit elend lahmem QLC
        Den neuen QLC-NAND (war das V7??) hat Samsung Ende 2021 angekündigt mit 2,6x bis 2,7x Leistungssteigerung. Entsprechende Release der 880QVO ist erfahrungsgemäß bereits um die Ecke. Wenn die mit QLC >400MB/s sustained writes schaffen, dann werden das wirklich ordentliche 8TB SATA-SSDs (an 16TB glaube ich nicht).
        Zitat von Incredible Alk
        Ist nicht Crucial ein Partner (oder gar Tochter...?) von Micron? So ne Crucial MXirgendwas mit 8TB 232-Lagen TLC...
        Jawohl. Deswegen hat die aktuelle MX500 176L-NAND bereits spendiert bekommen. Die Leistung ist für TLC aber eher unterdurchschnittlich, weil erstens am DRAM erwas gespart, zweitens - die haben keinen frischen SATA-Controller, sondern den alten genommen, der mit dem Verwalten von 4TB gerade so noch mit Ach und Krach zurecht kommt. Es liegt also nicht an Micron/Crucial alleine - da sollte schon SMI einen neuen Controller bei steuern. Die Frage ist eher, ob SATA von denen überhaupt noch als aktuell genug angesehen wird.
      • Von Incredible Alk Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Viel mehr als neue Leistungsregionen würden mich neue Größenregionen in bezahlbaren Euroregionen interessieren.
        Ich brauche persönlich nicht noch 500 MB/s mehr, ich brauche (bzw. hätte gerne^^) SSDs mit 8TB und mehr die keinen QLC-NAND benutzen und trotzdem nicht vierstellig kosten.

        Auf den Nachfolger der Samsung 870QVO (das einzige bezahlbare 8TB-Modell, leider mit elend lahmem QLC und einem noch nicht ganz erloschenen Datenunsicherheitsgefühl in meiner Magengegend bei QLC-Flash) wartet man auch seit Jahren vergeblich.

        Ist nicht Crucial ein Partner (oder gar Tochter...?) von Micron? So ne Crucial MXirgendwas mit 8TB 232-Lagen TLC würde ich, wenn der Preis passt, durchaus in Betracht ziehen.
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