Günümüzden çok uzakta olan 6 bit (HLC) ve 8 bit (OLC) flaş yongalar için şimdiden araştırmalar yapılıyor.
Bildiğiniz gibi günümüzde kullanılan en iyi SSD’ler, TLC veya QLC yongaları kullanıyor. Eski adı Toshiba Memory olan Kioxia, 2019’da hücre başına 5 bit PLC (penta seviyesinde hücre) 3D NAND bellekler hakkında açıklamalar yapan ilk üreticiydi. Şirket mühendisleri şimdi ise hücre başına 6 bit (HLC) 3D NAND bellekler üzerinde çalıştıklarını doğruladı. Hatta hücre başına 8 bit (OLC) içeren yongaların bile mümkün olduğuna inanıyorlar.
Hücre başına birden fazla bit depolamak için NAND belleğinin o hücrede birden fazla voltaj düzeyi tutması gerekiyor. Örneğin MLC hücre başına dört, TLC ise sekiz voltaj düzeyi kullanıyor. QLC’de 16 voltaj ve PLC’de 32 voltaj düzeyi bulunuyor. Hücre başına altı bit (HLC) depolama yapmak için ise 64 voltaj seviyesi barındırmak şart.
Nitekim bu tür hücrelerle 3D NAND çipler geliştirmek çok meşakkatli ve birçok zorluğun üstesinden gelmek gerekiyor. Öte yandan voltajı koruyabilecek doğru malzemeleri bulmak, sıcaklıkları kontrol altında tutmak ve daha birçok çalışma gerekli.
Kioxia’nın mühendisleri, HLC belleklerin olasılıklarını göstermek için mevcut 3D NAND yongalarından birini aldı ve yeniden yazma döngülerinin neden olduğu bozulmaları engellemek için sıvı nitrojen kullandı. Nihayetinde ise bir hücreden altı bitlik veri yazıp okumayı ve 100 dakika boyunca güvenilir bir şekilde çalıştırmayı başardılar.
Bunun yanında 3D PLC (5 hücreli) NAND henüz ticari olarak satışa sunulmadı ve Kioxia’nın üretim ortağı Western Digital, bu SSD’lerin 2025’ten itibaren piyasaya çıkacağına inanıyor. Western Digital ayrıca 3D PLC’nin yalnızca %25’lik bir yoğunluk artışı sunduğunu ve çok fazla sorun yarattığını söylüyor.
3D HLC NAND ise QLC’ye kıyasla bellek yoğunluğunu %50 seviyesinde artıyor. Bu nedenle ticarileşme ve piyasaya çıkma olasılığı daha yüksek. Ayrıca Kioxia mühendisleri, 256 voltaj seviyesine sahip OLC 3D NAND yongaların bile teknolojik olarak mümkün olduğuna inanıyor. Şimdiki hedefleri ise 3D HLC ve OLC NAND yongaları standart sıcaklıklarda çalıştırmak.
Başarısız oldukları takdirde, çok seviyeli hücreye sahip 3D NAND çiplerin geliştirilme süreci, PLC seviyesinde duraksayacak gibi görünüyor. Üreticiler, böyle olduğu sürece katman sayısını artırmaya odaklanmak zorunda kalacaklar. Samsung ve SK Hynix ise 600 ve hatta 1.000 katmanın mümkün olduğuna inanıyor.
Kioxia, HLC ve OLC yongaların oda sıcaklığında çalışmasını başarsa bile güvenli bir şekilde okuma/yazma için kontrolcüler gerekecek. Bu kontrolcüler ise son derece karmaşık ECC algoritmalarını desteklemek zorunda. Ayrıca bu noktada fiyatlar önemli bir etken ve gelecekte bellek teknolojileri konusunda neler olup bittiğini birlikte göreceğiz.
