Siendo el proveedor más grande del mundo de 3D NAND tanto en términos de ingresos como de envíos de bits, Samsung adopta regularmente nodos de producción de vanguardia para aumentar la densidad de bits y las capacidades de sus unidades de estado sólido. En la Cumbre del Mercado de Memoria Flash de China, la compañía dijo que la capacidad de un solo SSD puede aumentar a 1 petabyte (PB, o 1024 terabytes), pero esto obviamente no sucederá de la noche a la mañana.
Según un informe de A&SMag, Samsung espera que 3D NAND continúe escalando tanto física como lógicamente, lo que significa que el tamaño de las celdas flash NAND disminuirá y la cantidad de capas aumentará, de modo que cada capa podrá almacenar más datos. Además, Samsung prevé tecnologías de empaquetado más avanzadas para circuitos integrados 3D NAND. Las innovaciones físicas, lógicas y de empaque aumentarán la capacidad de una unidad a 1 PB en la próxima década, indicó la compañía en el evento.
Samsung ha estado suministrando algunos de los SSD de mayor capacidad de la industria durante mucho tiempo. La empresa fue una de las primeras en producir en masa una unidad de 15,36 TB en 2016, luego lanzó un producto de 30,72 TB basado en TLC 3D en 2017. Estas unidades no están en nuestra lista de las mejores SSD debido a su rendimiento mediocre (sin mencionar precios extremadamente altos, desde el punto de vista del consumidor), pero aquellos que necesitan mucho almacenamiento flash pueden aprovechar estas unidades espaciosas. Samsung también demostró un SSD de 64 TB en 2019 y luego mostró un prototipo de SSD de 128 TB basado en 3D QLC NAND en 2021, pero esos dispositivos aún no han entrado en producción en masa.
De hecho, a diferencia de algunos de sus pares de la industria, Samsung usa la memoria 3D QLC NAND de manera bastante conservadora y actualmente está «investigando formas de llevar la tecnología QLC a la corriente principal» mediante la innovación de sus controladores.
Pero Samsung parece admitir que el escalado físico (reducir las celdas NAND y aumentar el número de capas NAND) a ~1000 capas por dispositivo 3D NAND no es suficiente por sí solo para aumentar rápidamente la densidad de bits de la memoria flash y, por lo tanto, el escalado lógico ( es necesario aumentar el número de bits almacenados por celda).
A diferencia de Samsung, Kioxia (anteriormente Toshiba) se ha expresado particularmente sobre la escalabilidad lógica de NAND. En 2019, Kioxia fue el primer fabricante de 3D NAND en discutir el desarrollo de la memoria 3D NAND de PLC (celda de nivel penta) capaz de almacenar 5 bits por celda (bpc). El equipo de científicos e ingenieros de Kioxia siguió con una demostración de la memoria 3D NAND 3D HLC (celda de nivel hexa) operativa que almacenó 6 bpc en 2021. La compañía incluso expresó la opinión de que la memoria 3D NAND OLC (celda de nivel octa) de 8 bpc era posible .
Para almacenar seis bits por celda, esta celda NAND debe tener 64 niveles de voltaje, mientras que una NAND 3D OLC de 8 bpc necesita tener 256 estados de voltaje. Aumentar la cantidad de bits por celda presenta múltiples desafíos para los fabricantes.
En primer lugar, deben identificar los materiales correctos que pueden almacenar estados de voltaje de 64 o 256 y, al mismo tiempo, poder diferenciarlos para garantizar que no interfieran entre sí. En segundo lugar, deben poder producir utilizando dicho material en grandes volúmenes. En tercer lugar, tienen que administrar las temperaturas para tal 3D NAND, pero se vuelve cada vez más difícil a medida que aumenta la cantidad de bits por celda. Finalmente, tienen que desarrollar algoritmos ECC extremadamente complejos para la memoria 3D HLC y 3D OLC NAND y tales controladores requerirán una potencia de cómputo significativa. Como resultado, el costo de dichos controladores puede compensar los beneficios del escalado lógico de 3D NAND.
Samsung enfrentará muchos de estos desafíos en el camino para habilitar SSD de 1 petabyte en la próxima década, pero por ahora la compañía no comparte más detalles sobre cómo espera lograr la hazaña.