NAND ölçekleme sınırının aşılmasında çığır açan bu gelişme, 3D hafıza alanında da yeni bir dönem başlatıyor.
Samsung, sektörde bir ilk olan ve mevcut NAND flaş bellek teknolojisinin ölçekleme limitinin üzerine çıkan üç boyutlu (3D) Dikey NAND (V-NAND) flaş belleğinin seri üretimine başlıyor. Hem performansı hem de alan oranını bir üst düzeye çıkartan yeni 3D V-NAND, gömülü NAND depolama ve SSD de dahil olmak üzere birçok tüketici elektroniği ürününde ve kurumsal uygulamada kullanılacak.
Samsung’un yeni V-NAND ürünü, 3D Charge Trap Flash (CTF) teknolojisi ve 3D hücre sırasını bağlayan dikey arabağlantı işlem teknolojisine dayanan şirketin tescilli dikey hücre yapısını kullanarak, tek bir çipin içinde 128 gigabaytlık (GB) bir hacim sunuyor. Söz konusu teknolojilerin her ikisinin de uygulanması sayesinde Samsung’un 3D V-NAND ürünü, 20nm-sınıfındaki düzlemsel NAND flaş diskin ölçeğinin iki katını sunabiliyor.
Güney Koreli tüketici elektroniği devi, geçtiğimiz Temmuz ayında global lansmanını gerçekleştirdiği gelişmiş bellek teknolojileri alanındaki iddialı ürünlerinden Samsung SSD 840 EVO’nun da dahil olduğu; kişisel bilgisayarlar için geliştirilen yüksek performanslı yeni SSD serisini Türk tüketicisi ile buluşturmuştu. Premium 840 PRO sınıfının rastgele okuma erişimi saniyede 100,000 girdi/çıktı (IOPS), rastgele yazma erişimi de 90.000 IOPS seviyesinde. Sistemin genelini kapsayan performans testinde, geleneksel bir sabit disk sürücüsü yerine 840 PRO kullanıldığında üç kat iyileşme sağlandığı görülmüştü. Samsung’un 840 SSD serisinin piyasaya sürülmesi, dizüstü kullanıcı ortamına da önemli iyileştirmeler getiriyor. Samsung, SSD’lerin performans düzeyini artırmaya ve kullanıcıların giderek daha çok faydalandıkları ve tüm dünyada giderek büyüyen yüksek performanslı SSD pazarına katkı sağlamaya devam ediyor.
Samsung Electronics Flaş Ürünler ve Teknolojiden Sorumlu Kıdemli Başkan Yardımcısı Jeong-Hyuk Choi; firmanın yeni ürünü hakkında şunları söyledi; “Yeni 3D V-NAND flaş teknolojisi, çalışanlarımızın konvansiyonel düşünce biçimlerinin ötesine geçmek ve hafıza yarı iletken teknolojisinin tasarımındaki sınırlamaların üstesinden gelinmesi konusunda daha inovatif yaklaşımlar benimsemek için yıllardır göstermiş oldukları çabaların bir sonucudur”. Dünyada 3D Dikey NAND’ın ilk seri üretimiyle birlikte, 3D V-NAND ürünleri de daha yüksek performans ve daha büyük hacimle sunmaya devam edeceklerini belirten Choi; “Böylece küresel hafıza ürünleri sektörünün büyümesine de katkı sağlayacağız” dedi.
Son 40 yıldır, konvansiyonel flaş hafıza, değişken kapılar kullanan düzlemsel yapılara dayanarak üretiliyordu. İmalat prosesi teknolojisinin gelişerek 10nm-sınıfına ulaşması ve bunun da üzerine çıkmasıyla birlikte, NDN flaş bellek ürünlerinin dayanıklılığından ödün verilmesine neden olan hücreden hücreye enterferansa bağlı olarak ölçekleme sınırlamasına ilişkin kaygılar ortaya çıktı. Bu da geliştirme süresinde ve maliyetinde artışlara neden oldu.
Samsung’un yeni V-NAND’ı, devrelerde, yapıda ve imalat prosesinde yeni inovasyon düzeylerine ulaşarak bu teknik zorlukların üstesinden geldi ve böylece yeni bir 3D yapı oluşturmak için gerekli olan düzlemsel hücre katmanlarının dikey istiflenmesi başarılı bir şekilde geliştirildi. Bunu yapabilmek amacıyla Samsung, ilk kez 2006 yılında geliştirilen CTF yapısını da elden geçirdi. Samsung’un CTF tabanlı NAND flaş yapısında, birbirine komşu hücreler arasında enterferans olmasını engellemek amacıyla değişken kapılar yerine flaşın silisyum nitrürden (SiN) oluşan iletken olmayan katmanının bekletme odasına geçici olarak bir elektrik şarjı konuldu.
Bu CTF katmanını üç boyutlu hale getirebilmek amacıyla, NAND hafızanın dayanıklılığı ve hızı da önemli ölçüde artırıldı. Yeni 3D V-NAND’ın dayanıklılığı asgari 2X ile azami 10X’e yükseltilmekle kalmadı, aynı zamanda konvansiyonel 10nm-sınıfı değişken kapı NAND flaş hafızanın üzerine yazma performansı da ikiye katlandı.
Ayrıca, en üstteki katmandan en aşağı kadar delikler açarak, katmanları elektronik olarak birbirine bağlayan özel dağlama teknolojisini kullanarak, sayıları 24’e kadar yükselebilen hücre katmanlarını dikey olarak istifleyebilen şirketin tescilli dikey arabağlantı işlem teknolojisi de yeni Samsung V-NAND’ın en önemli teknolojik kazanımları arasında yer alıyor. Yeni dikey yapısı sayesinde Samsung, gerçekleştirilmesi inanılmaz derecede zorlaşan düzlemsel ölçeklemeyi yapmasına gerek kalmadan 3D hücre katmanlarını artırarak daha yüksek hacme sahip NAND flaş hafıza ürünleri geliştirebiliyor.
3D Dikey NAND üzerinde yaklaşık 10 yıldır süren araştırmaların sonucunda, Samsung’un tüm dünyada patent onayı bekleyen 300’den fazla 3D hafıza teknolojisi bulunuyor. Sektörün ilk tamamen fonksiyonel 3D Dikey NAND hafıza diskiyle, Samsung, hem hafıza ürünleri alanındaki rekabet gücünü artırdı hem de bir terabitlik NAND flaşlar da dahil olmak üzere daha gelişmiş ürünler geliştirmenin temelini oluştururken, sektörde de büyüme hızını artırıyor.
IHS iSuppli’ye göre, küresel NAND flaş hafıza pazarının toplam gelirlerinin 2013 yılında yaklaşık 23,6 milyar dolar olması ve yüzde 11 yıllık bileşik büyüme oranı ile 2016 yılı sonunda yaklaşık 30,8 milyar dolara ulaşarak tüm hafıza ürünleri alanındaki büyümeye önderlik etmesi bekleniyor.
