Dreidimensionaler Flashspeicher: BiCS FLASH™

Erneute Steigerung der Kapazität von Flashspeichern

Toshiba erfand im Jahr 1987 den NAND-Flashspeicher und begann 1991 als erstes Unternehmen weltweit mit dessen Massenproduktion. Seitdem hat Toshiba die Kapazität von NAND-Flashspeichern durch Verkleinerung der Design Rule und des Prozesstechnologieknotens kontinuierlich gesteigert.

Allerdings gehen mit der Prozessmigration verschiedene Herausforderungen einher. Es wird künftig bedeutend schwieriger, die Speicherkapazität im Rahmen der herkömmlichen planaren NAND-Flashspeichertechnologie weiter zu erhöhen.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte Toshiba ein neues Verfahren, bei dem Flashspeicherchips vertikal gestapelt werden. Im Jahr 2007 hat Toshiba als erstes Unternehmen weltweit*Anmerkung 1 eine dreidimensionale (3-D) Flashspeicher-Stapeltechnologie vorgestellt. Auf dieser Grundlage hat Toshiba 3-D-Flashspeicher entwickelt: BiCS FLASH™

Zielanwendungen

Mit dem Internet der Dinge (IoT), der Verbreitung von Social-Networking-Diensten (SNS) und mit der Erstellung von Fotos und Videos in immer höherer Auflösung wächst das weltweit erzeugte Datenvolumen exponentiell.
 

Im Bereich der Informationsverarbeitung ist die Echtzeitperformance ein wichtiges Kriterium, da große Datenmengen von Big-Data-Systemen verwaltet oder von Rechenzentren und Cloudservicesystemen unbegrenzt lange gespeichert werden müssen. In diesen Einsatzbereichen ist Speicher mit hoher Kapazität erforderlich, um große Datenmengen mit rasanter Geschwindigkeit bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch zu verarbeiten, zu speichern und zu verwalten.

Darüber hinaus steigt auch bei Smartphones, Tablets, Speicherkarten und ähnlichen Anwendungen die Nachfrage nach Speicher mit geringerem Stromverbrauch.

BiCS FLASH bietet viele Vorteile gegenüber planarem NAND-Flashspeicher und ist die Lösung, die sämtlichen Bedürfnissen des Marktes gerecht wird.

Merkmale von BiCS FLASH

Hohe Dichte und hohe Kapazität

BiCS FLASH – vertikal gestapelter dreidimensionaler (3-D) Flashspeicher – verfügt über eine weitaus höhere Die-Flächendichte als der einst hochmoderne zweidimensionale (2-D) NAND-Flashspeicher. Darüber hinaus wurde bei BiCS FLASH die Chipgröße durch Optimierung der Schaltungstechnik und des Herstellungsprozesses reduziert. 96-Layer-„BiCS FLASH“, der am 28. Juni 2017 vorgestellt wurde, bietet etwa die 1,4-fache Speicherkapazität pro Flächeneinheit im Vergleich zum 64-Layer-BiCS-FLASH.

Schnelle Programmiergeschwindigkeit

Die Abstände zwischen den Speicherzellen sind bei dem BiCS FLASH-Speicher wesentlich größer als bei dem 2-D-NAND-Flashspeicher. Dadurch konnte die Programmiergeschwindigkeit mithilfe der Steigerung der Datenmenge im Rahmen einer Single-Shot-Programmiersequenz beschleunigt werden.

Hohe Zuverlässigkeit

Die großen Auslassungen zwischen den Speicherzellen bei der BiCS FLASH-Technologie reduzieren die Zellkopplung und erhöhen die Zuverlässigkeit gegenüber dem 2-D-NAND-Flashspeicher.

Geringer Stromverbrauch

BiCS FLASH-Technologie reduziert den Stromverbrauch pro Programmierdateneinheit, indem die Datenmenge für eine Single-Shot-Programmiersequenz (gleichbedeutend mit einer höheren Programmiergeschwindigkeit) gegenüber dem 2-D-NAND-Flashspeicher gesteigert wird.

*Anmerkung 1: Stand: 12. Juni 2007 (angekündigt von Toshiba)

  • Sämtliche weiteren Firmen-, Produkt- und Servicenamen, die hier erwähnt werden, können Marken der jeweiligen Unternehmen sein.