SSDs: Toshiba und Western Digital planen 128-Layer-Flash mit hoher Dichte
Western Digital und seine zugekaufte NAND-Sparte Toshiba planen im Zeitraum 2020/2021 mit Flash-Chips, die 128-fach gestapelt werden. Der sogenannte BiCS-5-Speicher gehört durch die zusätzlichen Lagen und Änderungen am Aufbau zu den dichtesten Flash-Chips auf dem Markt. Gleichzeitig soll die Schreibleistung deutlich gesteigert werden.
Ursprünglich stellten Western Digital und Toshiba schon Ende Februar zur International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) 2019 ihren Flash-Speicher der fünften Generation, BiCS-5 genannt, vor. Die Webseite techpowerup.com beschäftigt sich noch einmal mit der Vorstellung, was wir an dieser Stelle ebenfalls nachholen wollen. Die größte Änderung von BiCS-4 auf BiCS-5 stellt die Erhöhung der Speicherlagen von 96 auf 128 dar.
Toshiba detailliert ersten 128-Layer-NAND
Toshiba entwirft den Speicher vorerst ausschließlich als TLC (Triple-Level Cell), also mit drei gespeicherten Bit pro Zelle. Durch die zusätzlichen Speicherlagen steigt die Kapazität um ein Drittel auf 512 Gigabit pro Package. Ein solches kommt auf eine Größe von 66 mm² und dementsprechend auf eine Dichte von 7,8 Gigabit pro mm² - einen solchen Wert schafft bisher kein anderer Hersteller, allerdings haben diese auch noch keine konkreten Angaben zu den Next-Gen-Produkten gemacht. Mit QLC-Ablegern, die vier Bit pro Zelle speichern, ließe sich die Kapazität bei gleicher Größe auf 683 Gbit steigern. Mit größeren Dies könnte Toshiba auf die 2 Tbit zugehen.
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Neben der Erhöhung der Speicherlagen hat Toshiba am internen Aufbau gearbeitet, um die Eigenschaften des Flash-NANDs zu verbessern. Zum einen geht der Hersteller zu einem Circuit-Under-Array-Ansatz über, bei dem nicht jede Speicherlage ihre eigene Logik besitzt, sondern diese auf einen Basis-Layer ausgelagert wird. Die gestapelten Dies werden in vier statt zwei Planes unterteilt, die sich getrennt voneinander vom Controller ansprechen lassen - die Schreibleistung pro Package wird von 57 auf 132 MB/s gesteigert. Ein 128-Layer-Modul mit zwei Planes würde laut Toshiba 66 MB/s erreichen. Zu guter Letzt sollen 4 statt 16 KiByte kleine Pages die Leistungsaufnahme verringern. SSDs mit dem Speicher sind ab Ende 2020 zu erwarten.
