Samsung mit DDR-Flashspeicher

SpeichermedienSamsung hat im November die Auslieferung seiner neuen Flashbausteine in 30 nm gestartet, wobei zwei unterschiedliche Typen von 32 Gigabit-Chips hergestellt werden. Eine langsamere, klassische SDR-Variante (Single Data Rate) und eine neuartige DDR-Version (Double Data Rate). Damit ist auch für Samsung der Weg frei für günstigere und schnellere SSDs, USB-Sticks und Speicherkarten.

Die neuen 32-Gigabit Chips setzen neben einer Verkleinerung der Fertigung auch auf 3 Bits pro Zelle und sollen in MicroSD-Karten eingesetzt werden und dabei Speichergrößen von 8 GiB bei den Fingernagel-großen Karten ermöglichen. Die Reduzierung der Fertigungsgrößen einerseits und der Einsatz von 3 Bit-Zellen andererseits sollen dabei eine viermal höhere Ausbeute pro Wafer ermöglichen, wodurch die Herstellungskosten erheblich reduziert werden.

Während SLC-Speicher pro Zelle nur 1 Bit speichert, waren beim MLC-Speicher bisher 2 Bit üblich. Dadurch ist MLC-Speicher einerseits billiger, andererseits sind auch leicht größere Speichermengen möglich. Die Kehrseite dabei ist jedoch, dass einerseits die Schreib-Lebensdauer der Zellen durch die doppelte Belastung sinkt, andererseits aber auch der Schreibvorgang erheblich länger dauert als bei SLC, weil Flash-Zellen nur komplett beschrieben werden können. Bei MLC wird deshalb zunächst der komplette Inhalt der Zelle ausgelesen, dann die Zellen gelöscht und dann der neue Inhalt geschrieben, auch wenn nur 1 Bit verändert wird.

Die zweite Version enthält eine zusätzliche Neuerung. Hier kommt ein asynchroner DDR-Modus zum Tragen, der vor allem beim Lesen erhebliche Geschwindigkeitsvorteile bringen soll. Diese, eigentlich aus dem RAM-Markt bekannte Technik, soll es ermöglichen, die Durchsatzraten von 40 Megabit pro Sekunde beim bisherigen MLC-Speicher auf satte 133 Megabit pro Sekunde anzuheben. Damit sollen Speicherkarten mit Lesegeschwindigkeiten von 60 MB/s möglich sein, bisher sind hier etwa 18 MB/s die Regel. Die Schreibgeschwindigkeit, bei der die MLCs baubedingt schlechter als ihre SLC-Pendants abschneiden, wird allerdings davon nicht beeinflusst. Zur Lebensdauer der MLC-Zellen, über die vor allem im Zusammenhang mit SSDs immer wieder diskutiert wird, gab es von Samsung keine Angaben. Allerdings steigen die Belastungen und auch der Schreibaufwand pro Zelle durch das zusätzliche Speicherbit nochmals an. Die Flash-Zellen selbst sind allerdings nur ein Faktor, wichtig ist auch die Qualität des verbauten Flashcontrollers in den Speichermedien, der für die korrekte Ansteuerung und Zusammenschaltung der Zellen verantwortlich ist.

Die Einführung der verkleinerten Strukturbreiten war eigentlich schon vor acht Monaten geplant, hat sich dann aber erheblich verzögert. Die bisherige 50 nm-MLC-Fertigung war schon 2005 eingeführt worden und 2007 war ursprünglich noch ein Zwischenschritt von 40 nm für ChargeTrap-Flash geplant, der aber offensichtlich übersprungen wurde. Der Konkurrent IM-Flash, ein Joint-Venture von Intel und Micron, fertigt derzeit in 34 nm Strukturbreite und liefert neben seinen 2 Bit-MLC-Zellen, die beispielsweise in Intels Postville zum Einsatz kommen, inzwischen auch 3 Bit-Varianten aus.

Man darf sich mit der neuen Technik auf günstigere und schnellere Speichermedien freuen.


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