Mémoire Flash NAND

La Flash remplace les disques durs dans nombre d'applications

La mémoire Flash NAND a été conçue par Toshiba à la fin des années quatre-vingt et a tout d’abord été utilisée dans des clés USB, des cartes mémoire et dans des appareils électroniques tels que téléphones et appareils photos avant de faire son apparition dans des disques destinés au stockage, baptisés SSD (Solid State Storage). De plus en plus, elle devient le stockage de référence pour les ordinateurs portables, mais aussi les serveurs ayant besoin de performances élevées, etc...

Un disque de mémoire FLash (aussi appelé SSD)

La mémoire Flash NAND est en fait une mémoire de type EEPROM dans laquelle chaque cellule est un transistor à porte flottante capable de stocker un bit (mémoire dite SLC pour Single Layer Cell), deux bits (mémoire MLC pour Multi Layer Cell) ou trois bits (mémoire TLC pour Triple Layer Cell). Toutefois, la performance et la fiabilité ont tendance à diminuer avec le nombre de bit par cellule.

Les principaux atouts de la mémoire Flash NAND par rapport au stockage magnétique sur disques durs sont sa compacité, sa faible consommation électrique et ses performances. Les mémoires Flash sont considérées comme très fiables puisqu’elles supportent entre 10 000 et 100 000 cycles d’écriture/effacement selon la qualité de fabrication des cellules. Au-delà de ce nombre de cycles d’écritures, la cellule est tellement usée qu’elle n’est plus suffisament fiable pour être utilisée  (à l’instar d’un secteur défaillant sur un disque dur).

L'émergence de la mémoire Flash 3D

Toshiba, Samsung, Intel, Micron, SanDisk et SK Hynix sont aujourd’hui parmi les principaux fabricants de Flash NAND dans le monde.

Vue en coupe d'un module de Flash 3D V-NAND de Samsung

Tous sont en train de basculer leur production vers la 3D NAND (on empile plusieurs cellules les unes sur les autres) ce qui permet de doper considérablement la densité et les performances sans nuire à la fiabilité.

Le recours à l’empilage 3D permet aussi d’amortir les investissements dans un processus de fabrication car jusqu’alors la seule façon de doper la capacité était de réduire la taille de gravure.

Désormais, on peut espérer amortir une « fab » sur une plus longue durée en empilant toujours plus de couches de NAND Flash d’une génération à l’autre et ce sans avoir à investir des milliards dans un nouveau procédé de gravure de nouvelle génération.