ذاكرة فلاش على مفترق طرق

بالنسبة إلى صانعي ذاكرة الفلاش ، قد يكونون الآن أفضل الأوقات وأسوأ الأوقات. فمن ناحية ، لا نستخدم المزيد والمزيد من ذاكرة الفلاش في هواتفنا والأجهزة اللوحية ، وبشكل متزايد في أجهزة الكمبيوتر المحمولة لدينا ، ولكن الفلاش أصبح جزءًا لا يتجزأ من معظم أنظمة مراكز البيانات الكبيرة ، من التخزين إلى خوادم المؤسسات. في الوقت نفسه ، يبدو أن التكنولوجيا التي سمحت لذاكرة الفلاش في كل مكان وتراجع الأسعار بسرعة كبيرة خلال السنوات القليلة الماضية تقترب من نهايتها.

تم عرض كلا الاتجاهين في قمة ذاكرة فلاش السنوية الأسبوع الماضي.

ولعل الأخبار الكبيرة هي كيف يحصل الفلاش المدمج في أنظمة المؤسسة. لفترة طويلة ، رأينا محركات أقراص الحالة الصلبة (SSDs) ، وهي تعمل في نفس عامل الشكل مثل محركات الأقراص الصلبة ، المخلوطة مع عدد أكبر بكثير من محركات الأقراص الصلبة التقليدية ، مع برنامج يوفر "ضبط" لوضع البيانات الأكثر استخدامًا على محركات أقراص الحالة الصلبة الأسرع و البيانات الأقل استخدامًا على محركات الأقراص البطيئة. الآن ، نحن نرى بعض الطرق المختلفة للأجهزة التي تعمل بالوميض فقط.

على سبيل المثال ، أوضح Jason Taylor من Facebook في كلمة رئيسية كيفية استخدام الشركة للفلاش كذاكرة تخزين مؤقت في بعض الأنظمة ، وفلاش باعتباره التخزين الأساسي في قاعدة بياناتها ، وكبديل RAM في بعض خوادم الفهرس. وأوضح أنه إذا كنت بحاجة إلى أخبار تستحق يومين ، فإنها تأتي من خوادم جميع ذاكرة الوصول العشوائي ؛ إذا كنت بحاجة إلى أخبار تستحق أسبوعين ، فهي تأتي من فلاش.

لدى الكثير من الشركات بدائل لمحركات أقراص الحالة الصلبة التقليدية ، بما في ذلك العديد من اللاعبين المعروفين مثل Fusion-io و XtremIO ، التي اشترتها شركة EMC. أعلنت شركة IBM مؤخرًا عن خادم فلاش كامل يُعرف باسم FlashAhead ، استنادًا إلى تقنية من Texas Memory Systems.

في المعرض ، كانت هناك عدة طرق مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، تنشئ Skyera صفيفًا كامل الفلاش استنادًا إلى فلاش MLC ، والذي يحتفظ عادةً بتتين من البيانات في كل خلية ، وبالتالي يكون أقل تكلفة ولكن ليس قويًا تمامًا مثل فلاش المستوى الفردي أو فلاش SLC المستخدم في العديد من SSDs المؤسسة. باستخدام جهاز التحكم الخاص بها ، قدمت الشركة حاوية 1U تُعرف باسم skyEagle ، والتي تستوعب ما يصل إلى 500 تيرابايت ويمكنها إنشاء 5 ملايين من عمليات الإدخال والإخراج (عمليات الإدخال والإخراج في الثانية) مقابل 1.99 دولارًا لكل جيجابايت تم تنسيقها ، وهو سعر معقول لمصفوفات تخزين المؤسسات.

كان الجميع يعرضون محركات أقراص الحالة الثابتة عند نقاط سعر جديدة وأفضل. قدمت شركة Samsung ، التي تدعي أنها أكبر بائع لمحركات أقراص الحالة الصلبة ، خطًا استهلاكيًا جديدًا يعرف باسم 840 EVO ، والذي ينتقل إلى ذاكرة TLC 19nm (ثلاثية الخلايا) ويأتي الآن مع ذاكرة التخزين المؤقت DRAM بسعة 1 جيجابايت. يتوفر هذا في مجموعة متنوعة من الأحجام ، بما في ذلك إصدار 250 جيجابايت مع سعر قائمة 189.99 دولار وإصدار 1 تيرابايت مع سعر قائمة 649.99 دولار. هذا كثير من المال لتخزين المستهلك ، لكنه أقل بكثير من دولار واحد / جيجابايت ، وهي خطوة رائعة للغاية.

بعض الشركات لديها بعض التقلبات المبتكرة حول المشكلة. أظهر Micron كيف يمكن الاستفادة من وحدة التحكم في SSD لتسريع عمليات البحث في MySQL ، مدعيا ضعف أداء محركات الأقراص الصلبة القياسية.

عند التحدث عن محركات أقراص الحالة الصلبة ، تتحسن سرعة محركات أقراص الحالة الصلبة للمؤسسات ، حيث تنتقل الواجهات من 6 جيجابت في الثانية إلى 12 جيجابت في الثانية. وبينما تبحث أنظمة المؤسسات بشكل متزايد عن حلول مثل بطاقات PCIe المليئة بوحدات تخزين فلاش ، تزداد سواقات الأقراص الصلبة (SSD) للمستهلكين ، حيث تتحدث العديد من الشركات ، بما في ذلك Intel ، عن عامل الشكل الجديد m.2 ، وهو أصغر بكثير من حجم القرص الصلب التقليدي مقاس 2.5 بوصة محركات الأقراص أو حتى mSATA.

يكتسب جميع موردي محرك الأقراص الصلبة شركات ذات خبرة في استخدام الفلاش ويستخدمونها لإنشاء محركات أقراص الحالة الصلبة ومحركات الأقراص الهجينة - تلك التي تشمل وسائط الفلاش المغنطيسي والغزل. حصلت ويسترن ديجيتال على شركة VeloBit لتصنيع برامج SSD ، وهي بصدد الحصول على STEC ، في حين أن Seagate لديها حصص في DensBits ، التي تصنع وحدات التحكم ، و Virident ، مما يجعل تخزين PCI المستند إلى Flash. تُعد Toshiba ، الشركة المصنعة الثالثة المتبقية لمحركات الأقراص الثابتة ، واحدة من أكبر الشركات المصنعة لتخزين الفلاش.

على جبهة التكنولوجيا رغم ذلك ، لم يكن كل شيء وردية للغاية. من الواضح تمامًا أن التكنولوجيا الأساسية التي تستخدمها الصناعة في صناعة ذاكرة الفلاش ، والتي تُعرف باسم "البوابة العائمة NAND" ، وصلت إلى الحد الأقصى ، حيث يواجه معظم الشركات المصنعة مشكلة في إنشاء إصدارات عمل تقل عن 16 نانومتر إلى 19 نانومتر. لقد سمعنا أن البوابة العائمة NAND قد وصلت إلى حدودها من قبل ، ولكن يبدو أن التصنيع في الأشكال الهندسية الأصغر يزداد صعوبة ، لا سيما بسبب التأخير في معدات الطباعة الحجرية فوق البنفسجية الإضافية.

البديل الأكثر شيوعًا هنا هو "NAND الرأسي" حيث اكتسبت Samsung الكثير من الاهتمام بإصدار ما ينبغي أن يكون المنتج التجاري الأول ، وهو فلاش "V-NAND" ثلاثي الأبعاد. بدلاً من المستوى العادي NAND مع بوابة عائمة لفخ الإلكترونات في خلية الذاكرة ، يستخدم هذا طبقات متعددة من خلايا الذاكرة ، كل منها يستخدم فيلمًا رقيقًا يسمى فخ الشحن لتخزين الإلكترونات. التصميم والمواد والهيكل كلها مختلفة تمامًا.

سيكون منتج V-NAND الأولي من Samsung ، والذي يتم إنتاجه بالفعل ، عبارة عن شريحة مكونة من 24 طبقة تقوم بتخزين 128 جيجابت ، حيث تهدف الشركة إلى زيادة هذه الرقاقات إلى 1 تيرابايت بحلول عام 2017. ومن المزايا الكبيرة هنا أنها تستخدم الطباعة الحجرية القياسية (أكبر من 30nm ، على الرغم من أن Samsung لم تحدد حجمًا معينًا) لذلك لا تتطلب أدوات EUV. بمرور الوقت ، يجب أن تنمو هذه الكثافة بزيادة عدد الطبقات ، بدلاً من تقليص حجم الخلية من خلال الطباعة الحجرية.

أظهرت شركة Samsung أول محرك أقراص V-NAND SSD ، وهو محرك أقراص SATA بسرعة 6 جيجابت في الثانية بحجم 2.5 بوصة ومتوفر بسعة 480 جيجابايت و 960 جيجابايت ، والذي قالت الشركة إنه سيكون أسرع بنسبة 20 في المائة وسيستخدم طاقة أقل بنسبة 50 في المائة من محركات أقراص الحالة الحالية.

لا يبدو صانعو الفلاش الآخرون متخلفين. توشيبا وسانديسك ، اللتان تعملان معاً على إنتاج الفلاش ، تزعمان أن توشيبا اخترع بالفعل NAND العمودية ، لكنها مقتنعة بأن الجيل القادم من حلول "1Y" ثنائية وثلاثية بت سيكون له معنى أكبر بالنسبة للسوق. يقول كل من Micron و Intel ، اللذان يشتركان أيضًا في ذاكرة الفلاش ، إنهما يمتلكان الخبرة اللازمة لصنع تقنية 3D NAND ، لكنهما يركزان حاليًا على فلاش مستوي 16nm تقليدي ، حيث يقولون إنه أكثر فعالية من حيث التكلفة. لكن Micron قالت إنها تعمل على شريحة 256 جيجابايت تعتمد على 3D NAND. تحدثت شركة SK Hynix عن فلاشها الذي يبلغ حجمه 16 نانومتر MLC NAND ، ولكنها كانت تعرض أيضًا رقاقة NAND ثلاثية الأبعاد في جناحها ، وقالت الشركة إن شريحة 128 جيجا بايت سوف يتم إنتاجها بحلول نهاية هذا العام وستزيد حجمها العام المقبل.

يعتقد معظم المراقبين أن كمية NAND الرأسية ستكون صغيرة نسبيًا للعامين المقبلين ، مع استمرار وميض الفلاتر التقليدي في السيطرة على السوق ، ولكن سيصبح NAND العمودي جزءًا أكبر من سوق الذاكرة غير المتقلبة بين عامي 2016 و 2018 ولكن بحلول هذه المرحلة ، يجب أن يتم طرح بدائل أخرى للذاكرة.