Mémoire Flash NAND 3D

Mémoire Flash NAND 3D

La NAND 3D est un type de mémoire Flash dans laquelle les cellules de mémoire sont empilées verticalement sur plusieurs couches.

Les fabricants de mémoire Flash ont développé la NAND 3D en réponse aux difficultés d'augmentation de capacité posées par la technologie NAND 2D, ou planaire. L'empilage 3D permet en effet d'accroître les densités pour un moindre coût par bit. La technologie flash NAND planaire ne compte qu'une couche de cellules de mémoire. Les fabricants de NAND se sont efforcés de réduire la taille des cellules, mais les interférences entre ces dernières ont mis à mal la fiabilité de ce type de mémoire.

La flash NAND 3D convient aux mêmes types d'applications d'entreprise et grand public que celles qui utilisent actuellement la NAND planaire. Les disques SSD équipés de mémoire flash NAND dopent les performances des applications et font chuter la latence par rapport aux supports de stockage traditionnels tels que les disques durs et les bandes.

NAND 3D et NAND planaire : avantages et inconvénients

La flash NAND 3D permet d'obtenir une capacité plus importante sur une plus petite surface que la NAND 2D. Elle offre en outre les avantages suivants : un coût par gigaoctet inférieur à celui de la NAND planaire, une consommation électrique réduite, une plus grande fiabilité et une meilleure performance d'écriture de données.

Dans cette vidéo de la conférence MSST de 2016, Rob Peglar de chez Micron décrit la technologie NAND 3D.

L'un des inconvénients de cette technologie par rapport à la NAND planaire est son coût de fabrication élevé, du moins au début. La mémoire flash NAND 3D peut être produite dans les mêmes usines que la NAND 2D, mais exige des étapes supplémentaires pour l'empilage des couches. Les fabricants sont donc souvent contraints de moderniser ou d'agrandir leurs usines, voire d'en créer de nouvelles afin de produire la NAND 3D.

Samsung a été le premier à produire la flash NAND 3D en masse, en 2013, sous le nom de Vertical NAND (V-NAND). Parmi les autres fabricants de NAND 3D, citons le partenariat entre Intel et Micron Technology, SK Hynix, et Toshiba qui s'est associé à Western Digital SanDisk.

Malgré les différentes approches des fabricants quant à l'élaboration de cette nouvelle technologie, le processus d'écriture/effacement des données sur une cellule de mémoire est quasiment le même pour la NAND 3D que pour la NAND planaire.

Types de NAND 3D

Les principaux types de technologie flash NAND sont les suivants :

• Cellule à un bit (ou mémoire SLC, Single-Level Cell) : capable de stocker un bit, c'est la plus pérenne.
• Cellule à deux bits (ou mémoire MLC, Multi-Level Cell) : théoriquement capable de stocker plusieurs bits, la mémoire dite MLC ne stocke en réalité que deux bits par cellule. Elle est moins endurante que la mémoire SLC.
• Cellule à trois bits (ou mémoire TLC, Triple-Level Cell) : capable de stocker trois bits par cellule, sa longévité est inférieure à celle des deux précédentes.

La NAND 3D utilise généralement la mémoire flash NAND MLC ou TLC. Les fabricants ne cessent d'améliorer la durée de vie et la fiabilité des lecteurs flash MLC et TLC au moyen d'algorithmes de correction d'erreurs, de techniques de gestion de l'usure et d'autres mécanismes.