Az adatközponti tárhelyháború újabb éles fordulatot vett a memóriagyártók legfrissebb fejlesztési versenyében. A Kioxia és a Sandisk hivatalosan bemutatta a tizedik generációs BiCS 3D QLC NAND architektúráját, amely 332 aktív réteggel és kiemelkedő felületi adatátviteli sebességgel célozza meg a mesterséges intelligencia infrastruktúráját.
Az új fejlesztés közvetlen válasz a felhőszolgáltatók és a nagyvállalati adatközpontok növekvő kapacitásbéli, valamint energiahatékonysági igényeire. A félvezetőipari szereplők között zajló éles küzdelemben a vertikális rétegek növelése mellett a felületi sűrűség és az I/O sávszélesség vált a legfontosabb teljesítménymutatóvá.
Adatárvíz a mesterséges intelligencia korában
A generatív mesterséges intelligencia, az ágensalapú rendszerek és a nagyléptékű gépi tanulási modellek elterjedése példátlan terhelést ró a meglévő adattároló architektúrákra. A modern szerverparkokban már nem csupán az adatmennyiség puszta eltárolása jelent kihívást, hanem a nagyméretű adathalmazok alacsony késleltetésű és alacsony fogyasztású elérése is. A felhőalapú infrastruktúrák üzemeltetői számára a hűtési költségek és az energiafogyasztás csökkentése elsődleges szemponttá vált.
Ebben a piaci környezetben a Kioxia és a Sandisk a megszokott fogyasztói SSD-k helyett célzottan az adatközponti kategóriára optimalizálta a tizedik generációs BiCS FLASH technológiát. Amíg a megelőző generációk elsősorban a költségcsökkentésre fókuszáltak, a BiCS10 esetében a bitsűrűség, a sávszélesség és a csökkentett energiafelhasználás egyensúlya került a tervezés középpontjába.
A 332 rétegű BiCS10 architektúra technikai háttere
A két vállalat legújabb fejlesztése 332 aktív cellaréteget épít egymásra, amivel a négyszintű cellatechnológiát (QLC) alkalmazó chipek esetében meghaladja a 37 Gb/mm² felületi bitsűrűséget. Ez a mutató körülbelül 60 százalékos növekedést jelent a nyolcadik generációs QLC megoldásokhoz képest, miközben az iparágban az egyik legkisebb lapkaméretet eredményezi a 1 Terabites (Tb) kapacitású termékek körében.
A gyártási folyamat a vállalatok CBA (CMOS directly Bonded to Array) elnevezésű eljárására támaszkodik. Ennek lényege, hogy a vezérlő CMOS logikai áramköröket és a memóriacella-tömböt két különálló szilíciumostyán hozzák létre a számukra optimális körülmények között, majd nagy pontosságú illesztéssel egyesítik őket. A felületi adatátviteli sebesség eléri a 4,8 Gb/s (4800 MT/s) értéket, ami a Toggle DDR6.0 szabványnak, az elválasztott parancs- és címbuszt használó SCA (Separate Command Address) protokollnak, valamint a PI-LTT (Power Isolated Low-Tapped Termination) energiagazdálkodási megoldásnak köszönhető.
Energiahatékonyság és csökkentett késleltetés a szervertermekben
A tizedik generáció egyik legjelentősebb előrelépése a folyamatos olvasási műveletek energiaigényének mérséklése. A Kioxia mérései szerint az olvasási energiafelhasználás mintegy 25 százalékkal csökkent a korábbi megoldásokhoz képest, miközben az olvasási késleltetés körülbelül 10 százalékkal, azaz nagyjából 4 mikroszekundummal lett alacsonyabb. Ez az eredmény az architektúra belső feszültségkezelési eljárásának finomításából fakad.
A hagyományos 3D NAND memóriák a folyamatos olvasás során minden egyes művelet után teljesen kisütik a szómintavételi vezetékeket a földelési feszültségre (VSS). A 332 rétegű BiCS10 esetében a vezérlés egymást követő olvasásoknál nem süti ki teljesen a vezetékeket, hanem egy köztes feszültségszinten tartja azokat. Mivel a következő olvasási ciklusban nem a nulláról kell feltölteni a hosszú szómintavételi vonalakat a VREAD üzemi feszültségre, a feltöltési idő és az áramfelvétel egyaránt csökken. Ez a technikai módosítás közvetlenül orvosolja a nagy sűrűségű adattárolók melegedési és fogyasztási problémáit a nagyterhelésű olvasási ciklusok alatt.
Generációs és piaci összehasonlítás
A memóriapiac vezető szereplői eltérő stratégiával válaszoltak a piaci kihívásokra. Míg egyes versenytársak a rétegszámok agresszív halmozására összpontosítanak, a Kioxia és a Sandisk a wafer-bonding technológia és az áramköri architektúra hatékonyságára helyezte a hangsúlyt.
| Gyártó / Generáció | Aktív rétegszám | Max. interfész sebesség | Elsődleges célterület |
|---|---|---|---|
| Kioxia / Sandisk BiCS10 (QLC) | 332 réteg | 4,8 Gb/s (4800 MT/s) | Adatközpontok, AI vállalati SSD-k |
| Kioxia / Sandisk BiCS8 (TLC/QLC) | 218 réteg | 3,2 Gb/s (3200 MT/s) | Kliensoldali és vállalati tárolók |
| Samsung V10 generáció | 400+ réteg | 3,2–3,6 Gb/s körül | Prémium szerverek, általános SSD-k |
| SK Hynix 321L generáció | 321 réteg | Wait-state optimalizált | Nagykapacitású mobilitás és szerverek |
Nemzetközi adatközponti hatások és az európai felhőinfrastruktúra
A tizedik generációs QLC NAND tömegtermelése közvetett módon befolyásolja az európai és a hazai felhőszolgáltatási piacot is. A nagy teljesítményű, mégis alacsonyabb energiafogyasztású vállalati SSD-k megjelenése lehetővé teszi a szerverparkok számára a rack-egységenkénti adatsűrűség növelését anélkül, hogy a hűtési infrastruktúrát drasztikusan bővíteni kellene.
A magyarországi adatközponti üzemeltetők és felhőszolgáltatók számára a PCIe 5.0 és PCIe 6.0 csatlakozófelületet használó, BiCS10-alapú tárolók hozzáférhetősége stabilabb teljesítményt garantál a nagy lekérdezési terhelésű adatbázisok és AI inferencia-feladatok futtatása során. A magasabb bitsűrűség hosszabb távon a gigabájtonkénti tárolási költségek mérséklődését is magával hozhatja a vállalati szegmensben.
Gyártási ütemterv és piaci elérhetőség
A BiCS10 memóriachipek mintapéldányainak szállítását a Kioxia és a Sandisk már megkezdte a kiemelt partnerek számára. A tömegtermelés felpörgetése a vállalat Japánban található, Iwate prefektúrábeli Kitakami Fab 2 üzemében zajlik, amelyet kifejezetten a legújabb generációs, nagy sűrűségű memóriák gyártására szereltek fel.
Az új memóriamodulok elsőként a következő generációs enterprise SSD sorozatokban, köztük a Kioxia CM10 és LC9 családban jelennek meg. A fogyasztói piacra szánt kliensoldali meghajtók esetében a gyártók továbbra is a 218 rétegű BiCS9 architektúrára támaszkodnak, így a 332 rétegű tizedik generáció először kizárólag az adatközpontok és a hiperskálázható szerverparkok privilégiuma marad.
