Sendo o maior fornecedor mundial de NAND 3D em termos de receita e remessas de bits, a Samsung adota regularmente nós de produção de ponta para aumentar a densidade de bits e as capacidades de suas unidades de estado sólido. No China Flash Memory Market Summit, a empresa disse que a capacidade de um único SSD pode aumentar para 1 petabyte (PB, ou 1.024 terabytes), mas isso obviamente não vai acontecer da noite para o dia.
De acordo com um relatório de A&SMag, a Samsung espera que o 3D NAND continue a escala física e lógica, o que significa que os tamanhos das células flash NAND diminuirão e o número de camadas aumentará, para que cada camada seja capaz de armazenar mais dados. Além disso, a Samsung antecipa tecnologias de embalagem mais avançadas para 3D NAND ICs. Inovações físicas, lógicas e de embalagem aumentarão a capacidade de uma unidade para 1 PB na próxima década, indicou a empresa no evento.
A Samsung fornece há muito tempo alguns dos SSDs de maior capacidade do setor. A empresa foi uma das primeiras a produzir em massa uma unidade de 15,36 TB em 2016 e, em seguida, lançou um produto 3D TLC baseado em 30,72 TB em 2017. Essas unidades não estão em nossa lista dos melhores SSDs devido ao desempenho medíocre (não para mencione preços extremamente altos, do ponto de vista do consumidor), mas aqueles que precisam de muito armazenamento flash podem aproveitar essas unidades espaçosas. A Samsung também demonstrou um SSD de 64 TB em 2019 e, em seguida, apresentou um protótipo de SSD de 128 TB baseado em 3D QLC NAND em 2021, mas esses dispositivos ainda não entraram em produção em massa.
Na verdade, ao contrário de alguns de seus pares da indústria, a Samsung usa a memória 3D QLC NAND de forma bastante conservadora e atualmente está “pesquisando maneiras de trazer a tecnologia QLC para o mainstream” inovando seus controladores.
Mas a Samsung parece admitir que o dimensionamento físico (encolhendo as células NAND e aumentando o número de camadas NAND) para ~ 1000 camadas por dispositivo 3D NAND não é suficiente por si só para aumentar rapidamente a densidade de bits da memória flash e, portanto, o dimensionamento lógico ( aumentando o número de bits armazenados por célula).
Ao contrário da Samsung, a Kioxia (anteriormente Toshiba) tem falado particularmente sobre o dimensionamento lógico da NAND. Em 2019, a Kioxia foi o primeiro fabricante 3D NAND a discutir o desenvolvimento da memória 3D NAND PLC (célula de nível penta) capaz de armazenar 5 bits por célula (bpc). A equipe de cientistas e engenheiros da Kioxia fez uma demonstração da memória 3D NAND 3D HLC (célula de nível hexa) operacional que armazenou 6 bpc em 2021. A empresa até expressou a opinião de que a memória 3D NAND OLC (célula de nível octa) de 8bpc era possível .
Para armazenar seis bits por célula, esta célula NAND deve conter 64 níveis de tensão, enquanto um OLC 3D NAND de 8bpc precisa conter 256 estados de tensão. Aumentar o número de bits por célula apresenta vários desafios para os fabricantes.
Em primeiro lugar, eles devem identificar os materiais certos que podem armazenar 64 ou 256 estados de tensão, ao mesmo tempo em que são capazes de diferenciá-los para garantir que não interfiram uns nos outros. Em segundo lugar, eles precisam ser capazes de produzir usando esse material em alto volume. Em terceiro lugar, eles precisam gerenciar as temperaturas para tal NAND 3D, mas isso se torna cada vez mais difícil à medida que o número de bits por célula aumenta. Por fim, eles precisam desenvolver algoritmos ECC extremamente complexos para memória 3D HLC e 3D OLC NAND e esses controladores exigirão potência de computação significativa. Como resultado, o custo de tais controladores pode compensar os benefícios do dimensionamento lógico do 3D NAND.
A Samsung enfrentará muitos desses desafios no caminho para habilitar SSDs de 1 petabyte na próxima década, mas por enquanto a empresa não está compartilhando mais detalhes de como espera realizar o feito.