SSD teknolojisinde depolama kapasitesini ve veri aktarım performansını artıracak yeni bir gelişme yaşandı. Micron, 400’den fazla katmana sahip G11 3D NAND bellek mimarisini duyurdu. Yeni nesil teknoloji, mevcut G9 belleklerine kıyasla iki kat veri yoğunluğu, yüzde 50’ye varan giriş/çıkış hızı artışı ve daha düşük enerji tüketimiyle gelecek. G11 belleklerinin seri üretimi 2027’nin ikinci yarısında başlayacak.
Micron G11 ile SSD Belleklerinde Yeni Bir Üretim Dönemi Başlıyor
Micron, yeni NAND mimarisinde mevcut G9 neslinden doğrudan G11’e geçiş yapıyor. Şirketin 276 katmanlı G9 teknolojisinin ardından geliştirdiği yeni belleklerde katman sayısı 400’ün üzerine çıkacak. Ancak yenilikler yalnızca dikey olarak yerleştirilen bellek hücrelerinin sayısıyla sınırlı kalmayacak. Üretim yöntemi, hücre yerleşimi ve veri aktarım devreleri de değişecek.
Yeni mimarinin en önemli özelliklerinden biri, aynı fiziksel alanda saklanabilen veri miktarının iki katına çıkması olacak. Mevcut G9 TLC belleklerinde yaklaşık 21 Gbit/mm² olan veri yoğunluğunun G11 ile 42 Gbit/mm² seviyesine ulaşabileceği hesaplanıyor. Micron henüz kesin yoğunluk değerini açıklamadı ancak önceki nesle kıyasla iki katlık artışı doğruladı.
Üretim teknolojisindeki değişiklikle birlikte Micron, wafer-on-wafer bonding adı verilen yeni bir yöntemi kullanacak. Bu teknikte NAND hücrelerinin bulunduğu bellek dizisi ile veri aktarımını ve diğer işlemleri yöneten çevresel mantık devreleri ayrı silikon plakalar üzerinde hazırlanıyor. Üretimin ardından iki plaka birleştirilerek bellek yongası oluşturuluyor.
Micron, önceki nesillerde CMOS-under-array adı verilen ve çevresel devrelerin bellek hücrelerinin altında bulunduğu mimariyi kullanıyordu. Yeni yöntemde ise mantık devreleri ve NAND hücreleri birbirinden bağımsız üretim süreçleriyle geliştirilebilecek. Çinli bellek üreticisi YMTC de NAND üretiminde benzer bir plaka birleştirme teknolojisinden yararlanıyor.
G11’in veri aktarım tarafında da önemli değişiklikler bulunuyor. Yeni nesil NAND arayüzünde giriş/çıkış hızının G9’a kıyasla 1,5 katına çıkması bekleniyor. Mevcut nesildeki 3.600 MT/s seviyesi temel alındığında G11 için 5.400 MT/s değerine ulaşılabileceği hesaplanıyor. Bununla birlikte Micron, henüz yeni belleğin kesin arayüz hızını paylaşmadı.
Buradaki 5.400 MT/s değeri, SSD’nin bilgisayara sunduğu sıralı okuma veya yazma hızını ifade etmiyor. Söz konusu hız, NAND bellek ile ilgili kontrol devreleri arasındaki veri aktarım kapasitesini tanımlıyor. Bir SSD’nin gerçek performansı kullanılan denetleyiciye, NAND kanallarının sayısına, bağlantı arabirimine ve diğer donanım özelliklerine bağlı olarak değişiyor.
Enerji tüketiminde ise aktarılan bit başına yüzde 25’in üzerinde tasarruf sağlanması bekleniyor. Özellikle büyük veri merkezlerinde binlerce depolama biriminin aynı anda çalışması nedeniyle NAND belleklerin enerji verimliliği önemli bir kriter haline geliyor. Micron’un yeni mimarisi, yüksek kapasiteli kurumsal SSD’lerin yanı sıra masaüstü ve dizüstü bilgisayarlar için geliştirilen depolama çözümlerinde de kullanılabilecek.
Yapay zekâ sistemleri de yeni bellek teknolojisinin kullanım alanları arasında bulunuyor. Micron, yüksek giriş/çıkış işlemi performansına sahip SLC tabanlı NAND tasarımlarının yanı sıra yüksek bant genişliği sunan özel depolama çözümleri üzerinde çalışıyor. Şirketin geliştirdiği teknolojiler arasında mantık devreleriyle birlikte istiflenen ve işlem birimlerine daha yakın konumlandırılabilen NAND mimarileri de yer alıyor.
Katman sayısının artırılmasıyla birlikte bellek hücrelerinin fiziksel boyutları da küçülecek. Micron, G11’de sektörün en küçük hücre aralıklarından birini kullanacağını açıkladı. Buna karşılık yeni mimaride kaç aktif wordline katmanı bulunacağı ve bellek dizilerinin kaç ayrı bölümden oluşacağı henüz kesinleşmedi.
G11 sonrasında NAND teknolojisinin gelişimi yalnızca yeni katmanların eklenmesine dayanmayacak. Micron, hücreleri dikey olarak çoğaltmanın yanında yatay eksenlerde de küçültmeye devam edecek. Böylece üç boyutlu mimarinin X, Y ve Z eksenlerinin tamamında daha yoğun bir yerleşim elde edilecek.
Şirketin gelecek nesil araştırmaları arasında yüksek taşıyıcı hareketliliğine sahip yarı iletken malzemeler, daha küçük bellek hücreleri ve enerji verimliliği artırılmış veri yolları bulunuyor. Yeni malzemelerle transistörlerin elektriksel özelliklerinin geliştirilmesi ve hücre boyutlarının daha da küçültülmesi üzerinde çalışılıyor. Bellek dizilerinin çevresindeki mantık devrelerinde yapılacak değişiklikler de sonraki NAND nesillerinin geliştirme sürecinin bir parçası olacak.
Micron’un teknoloji yol haritasında G11 için yüksek hacimli üretim başlangıcı 2027’nin ikinci yarısı olarak belirlendi. Şirket, aktif katman sayısı ve diğer teknik özellikler hakkında daha kapsamlı bilgileri üretim tarihine yaklaşıldığında paylaşacak. G11 sonrasında geliştirilecek NAND mimarilerinin üretim takvimi, katman sayısı ve veri yoğunluğu değerleri ise henüz açıklanmadı.
