Samsung dope les performances et la durabilité de ses Flash 3D

Samsung Electronics a confirmé la semaine passé avoir entamé la commercialisation de la seconde génération de ses mémoires Flash 3D (ou V-NAND, pour Vertical NAND), une seconde génération qui améliore l’endurance de ses mémoires Flash 3D et réduit également leur consommation électrique.

Les nouvelles mémoires V-NAND de Samsung sont obtenues par empilement de 32 couches de cellules Flash, au lieu de 24 précédemment et auront une endurance environ deux fois supérieure à la génération actuelle et une consommation environ 20 % inférieure. Elles seront dans un premier temps réservées aux applications de stockage grand public avant leur disponibilité pour un usage entreprise. La première génération de mémoires V-NAND Samsung est actuellement utilisée dans plusieurs SSD d’entreprise de la marque.

Samsung fabrique des puces V-NAND et des SSD, mais il ne propose pour l’instant pas ses puces V-NAND à d’autres fabricants de SSD. La firme a commencé la production en mai et prévoit d’accroître son rythme de fabrication au fur et à mesure de l’évolution de la demande. Les plans sont dans un premier temps d’offrir des disques SSD offrant des capacités allant de 128 Go à 1 To selon un porte-parole de la firme.

Doper la fiabilité et réduire les coûts

"Il s’agit d’une percée importante pour la technologie NAND, qui permet de réduire les coûts de production tout en limitant l’impact sur la performance et la fiabilité » Joseph Unsworth, un vice-président de Gartner en charge de la recherche sur les mémoires Flash NAND et sur les technologies de disques à mémoire statique. « Les clients entreprises vont à terme bénéficier de prix en baisse si Samsung parvient à faire monter la technologie en puissance et à garantir sa fiabilité. Mais ceci mis à part, il n’y a pas d’autres bénéfices pour les utilisateurs en entreprises ».

Samsung estime qu’il va pouvoir améliorer ses capacités de production du fait de l’usage de 32 couches car il va pouvoir utiliser les mêmes équipements de productions que ceux utilisés pour fabriquer des modules en 24 couches. Lorsque la firme avait annoncé l’arrivée de ses premiers modules V-NAND, elle avait indiqué que cette technologie était le fruit de plusieurs années d’efforts de ses salariés pour mettre en œuvre de nouvelles approches de design de support de stockage à base de mémoire.

Samsung explique que pendant des décennies, la mémoire NAND Flash s’est appuyée sur des structures planes faisant usage de portes flottantes. Mais alors que la technologie se rapprochait des 10nm, des inquiétudes sont apparues sur la possibilité de continuer à faire évoluer ce design du fait des interférences croissantes entre cellules et de leur impact en termes de fiabilité.

Les nouvelles mémoires 3-D V-NAND sont censées résoudre ce challenge technique du fait d’innovations en matière de circuits, de structures, et du fait du processus de fabrication permettant d’empiler plusieurs couches de cellules planes. Au lieu d’utiliser une porte flottante de type MOSFET (metal – oxide – semiconductor field-effect transistor) — en fait un transistor à effet de champ reprenant une structure similaire à un MOSFET — pour limiter les interférences entre cellules, Samsung utilise une technologie baptisée 3-D Charge Trap Flash (CTF), pour temporairement placer une charge électrique dans une chambre de containement de la couche non conductive de la Flash, composée de nitrure de Silicium. Le fait de rendre cette couche CTF 3D améliore la fiabilité et la performance selon Samsung.

La mémoire Flash 3D, avenir de la Flash

Le Coréen n’est pas le seul à investir dans la recherche dans les modules 3D NAND. SanDisk et Toshiba, utilisent une technologie baptisée BiCS (bit cost scalable (BiCS) - notons  ce propos qu'AMD et Fujitsu, aujourd'hui réunis dans Spansion, avaient  l'origine ouvert la voie  ces travaux avec leur mémoire Flash Mirrorbit. Selon Unsworth, tous les fabricants de modules NAND proposeront une forme ou une autre de technologie 3D NAND en 2015. Mais pour Gartner, cette technologie ne décollera réellement que lorsque plusieurs fabricants seront en production et que la technologie aura pu être quantifiée et validée.

Tom Coughlin, le président de Coughlin Associates, une société de consulting en technologie de stockage basée à Atascadero, en Californie, indique ne pas avoir encore vu beaucoup de produits basés sur la technologie 3D NAND mais qu’il s’attend à ce que la situation évolue dans les prochains mois avec les annonces récentes de Samsung, SanDisk et Toshiba : « Il est clair qu’ils considèrent tous la technologie comme l’avenir à assez court terme ». Selon lui, les volumes de productions de 3D-NAND devraient s’accroître en 2016 et 2017.