SSD и NAND памятью доминируют над продажами классических HDD. Постепенно HDD будут вытеснены облачными сервисами и быстрыми SSD. Способствует этому постоянная гонка вооружений в сфере технологий 3D NAND. За пять лет SAMSUNG, Hynix, Micron, Toshiba и Intel добились впечатляющих результатов.
Первым шагом на пути к увеличению емкости твердотельных накопителей стала массовая реализация 3D NAND, начавшаяся несколько лет назад. Она подразумевает расположение ячеек не планарно, как это было принято долгое время, а еще и вертикально, послойно, чтобы чип получил трехмерную структуру.
Представленная на конференции оптимизация 3D NAND может создать условия для того, чтобы сформированные из кремниевой пластины кристаллы, которые являются основой для изготовления микросхем флеш-памяти, постепенно вытесняли жесткие магнитные диски, в которых информация записывается на вращающиеся алюминиевые пластины.
Затишье в развитии HDD
На конференции, состоявшейся в начале августа, были представлены твердотельные накопители емкостью от 30 до 50 Тбайт, а Samsung даже анонсировала 128-терабайтный. А максимальная емкость жестких дисков составила всего 12 Тбайт.
В настоящее время накопители до 14 Тбайт выпускаются в форм-факторе 3,5 дюйма. Техническое развитие накопителей на жестких магнитных дисках переживает застой.
Новые технологии, анонсированные несколько лет назад, например, термоассистируемая магнитная запись (Heat-assisted magnetic recording), обещающая удвоить плотность записи, все еще не готовы выйти на рынок.
Принцип технологии HAMR состоит в локальном нагревании лазером дорожки на металлической пластине, благодаря чему создается возможность перемагничивать более короткие отрезки, чем это было возможно раньше. Но, как уже было сказано, это пока еще обещания. А динамическая отрасль производства флеш-памяти переживает период высокой скорости развития.
Один из результатов такой динамичности Samsung представила на конференции: твердотельный накопитель формата Next Generation Small Form Factor (NGSFF) емкостью 16 Тбайт в виде небольшой пластины длиной в десять сантиметров.
Правда, рядовым пользователям о такой памяти придется только мечтать, поскольку она стоит небольшое состояние и рассчитана для использования в дата-центрах. По цене же на один гигабайт преимущество по-прежнему за жесткими дисками.
Сдвиги в сфере производства памяти
Тем не менее выступление на конференции специалистов в сфере технологий памяти вызвало вопрос: не истекает ли время магнитных дисков? В этом духе, например, выразился Керри Манс, отвечающий за разработку твердотельных накопителей в Micron.
«Благодаря нашей новой памяти накопители на дисках перестанут быть нужны»
Вице-президент Micron Technology, руководитель отдела разработок, Керри Манс
Показательно также, что два крупных производителя накопителей на жестких магнитных дисках — Western Digital и Seagate — уже несколько лет пытаются укрепиться на рынке твердотельных носителей.
Динамика продаж классических жестких дисков и SSD
Недавно некий инвестиционный консорциум при участии Seagate и Hynix выкупил у Toshiba подразделение по производству чипов флеш-памяти, причем в ущерб Western Digital. Последняя до этого сотрудничала с Toshiba в разработке новой технологии флеш-памяти.
На конференции компания Seagate представила статистические данные, согласно которым в будущем доля вложений дата-центров в жесткие диски составит всего пять процентов.
По прогнозам аналитиков Garnter, для насыщенного рынка ПК ежегодный темп роста в течение следующих пяти лет для твердотельных накопителей составит двадцать процентов. В таком же соотношении жесткие диски будут сдавать свои позиции на рынке.
Этот процесс ускорится, если сбудется еще один прогноз, согласно которому в течение следующих пяти-шести лет твердотельные накопители подешевеют на 75% в расчете на один гигабайт.
Флеш-память в третьем измерении
В следующем году станет ясно, какие последствия будет иметь переход на трехмерную структуру флеш-памяти. В настоящее время падения цен на флеш-память по-прежнему не наблюдается.
Это, с одной стороны, объясняется высоким спросом, а с другой — тем, что производители вынуждены финансировать все еще продолжающийся переход на производство 3D NAND.
2D NAND в настоящее время по-прежнему реализуется, но с технической точки зрения она достигла своих пределов.
Преодолеть технические лимиты флеш-памяти
В принципе, ячейки двухмерной флеш-памяти состоят из самых обычных транзисторов, из которых, например, собираются процессоры для ПК.
Кроме того, у ячейки памяти есть плавающий затвор (floating gate), который обладает способностью удерживать электроны в течение длительного времени. Величина заряда на плавающем затворе определяет, какой бит хранит ячейка памяти.
Простой пример: нет заряда — значение «1», полный заряд — значение «0». Но сохранение заряда может быть значительно более сложным процессом, поскольку существует более сложные типы ячеек, которые способны сохранять до четырех бит.
Чтобы увеличить плотность записи, двухмерные ячейки флеш-памяти в 16 нм нужно еще больше уменьшить, а это процесс трудоемкий, тем более что вместе с этим значительно вырастут затраты на производство.
545s производства Intel — первый твердотельный накопитель, в котором реализуется технология 3D NAND с 64 слоями ячеек: до сих пор было возможно только 48 слоев
Решение послойно располагать ячейки флеш-памяти положило конец дорогостоящим разработкам. Сейчас главным становится вопрос увеличения количества слоев в стеке. Чипы первого поколения 3D NAND, выпущенные Samsung в 2012 году, насчитывали 24 слоя ячеек.
Первые твердотельные накопители, реализовавшие 3D NAND, получили 32 слоя, на современных же твердотельных накопителях их 48. В июле Intel представила первый SSD серии 545s, выполненный по технологии 3D NAND с 64 слоями ячеек.
Лидер рынка Samsung не собирается отставать и во втором полугодии представит свой вариант 64-слойной трехмерной памяти.
6 Гбит на один квадратный миллиметр
| Двухмерная структура (16 нм TLC) |
1,11 Гбит/мм2 | Samsung 750 Evo | апрель 2016 г. |
| Трехмерная структура 32 слоя |
1,86 Гбит/мм2 | Samsung 850 Evo | декабрь 2014 г. |
| Трехмерная структура 48 слоев |
2,56 Гбит/мм2 | Samsung 850 Pro | март 2016 г. |
| Трехмерная структура 64 слоя |
3,97 Гбит/мм2 | Samsung 9xx Pro | январь 2018 г. |
Метод послойного расположения ячеек не стоит на месте.
В следующем году 96 слоев станут нормой — Samsung и Toshiba, оба крупнейших производителя флеш-памяти, уже объявили о переходе на новую технологию. Плотность хранения данных значительно превысит 6 Гбит на один квадратный миллиметр.
Тем не менее специалисты в области производства флеш-памяти предполагают, что дальнейшее развитие технологии размещения ячеек памяти в стеки в кремниевом кристалле будет идти трудно.
«Техническая сложность состоит в том, чтобы равномерно формировать отверстия на всю глубину слоев. Только таким образом можно обеспечить одинаковую производительность для всех ячеек памяти»
Руководитель отдела разработки Toshiba, Джефф Ошим.
А вот специалист Lam Research считает, что реально разместить более ста слоев в стек. Lam Research разрабатывает аппараты, с помощью которых протравливаются равномерные отверстия в кремниевой подложке.
Но производители флеш-памяти не только располагают отдельные ячейки слоями один над другим, чтобы сформировать блок 3D NAND. Они еще и упаковывают в стек эти блоки.
То есть плотность записи увеличивается еще в несколько раз. Для соединения отдельных слоев блоков и слоев кристаллов производители вот уже несколько лет используют метод проводной обвязки wire-bonding.
В настоящее время таким способом соединяют 8 или 16 кристаллов.
4 Тбайт на одной микросхеме памяти
На снимке (1) представлена внутренняя структура 3D NAND: множество слоев ячеек, расположенных одна над другой. Плотность хранения данных увеличивается, если расположить кристаллы 3D NAND один над другим и соединить их проводами, например, по методу wire bonding (2) . Более эффективен метод TSV, поскольку электроды проходят через слои 3D NAND (3)
На конференции Samsung анонсировала твердотельный накопитель емкостью 128 Тбайт, в котором в один стек будет паковаться до 32 кристаллов — и это будет новый рекорд. На площади размером с ноготь пальца можно будет сохранить до 4 Тбайт данных. Для соединения кристаллов будет использоваться метод wire-bonding: тонкая проводная обвязка будет соединять торцы кристаллов с платой. Но и у этого метода есть свои пределы: он требует много энергии и площади. Кроме того, он подвержен ошибкам в том, что касается целостности сигнала, и чем больше слоев в стеке, тем больше этих нежелательных явлений.
Toshiba же выбрала другой способ соединения и в начале июля впервые представила чипы, в которых используются межслойные соединения Through Silicon Via.
Все слои кристаллов для связи используют вертикальные электроды, что позволяет снизить потребляемую мощность вдвое и в то же время повысить скорость передачи данных.
В представленных Toshiba микросхемах насчитывается 8 и 16 вертикально расположенных кристаллов NAND, соединенных с помощью TSV, в будущем компания намерена увеличить количество слоев до 32.
Революция ячеек флеш-памяти
Количество электронов, то есть уровень заряда, определяет, какие биты сохраняются в ячейке флеш-памяти. Но чем больше бит должно быть представлено, тем больше технология подвержена ошибкам, поэтому накопителей с QLC почти нет
Чтобы продолжать повышать плотность хранения данных на твердотельных накопителях, производители возвращаются к старому проверенному методу. Теперь ячейки флеш-памяти могут хранить четыре бита — до сих пор фактически было возможно использовать не более трех битов. Такое повышение тесно связано с переходом с 2D на 3D NAND: ячейки 3D могут хранить больше битов и переживают больше циклов перезаписи.
Несколько битов в одной ячейке
С переходом на 3D NAND появилась возможность создавать новый, более надежный тип ячеек с большим количеством циклов перезаписи. Это позволяет выпускать новые твердотельные накопители. Toshiba уже выпускает чипы флеш-памяти 3D NAND на QLC. Появление первых накопителей на рынке ожидается в следующем году
Для того чтобы сохранить некоторое количество определенных битов информации в ячейке, используются отдельные значения напряжения, соответствующие отдельным уровням заряда. Уровень заряда зависит от количества электронов, попадающих в плавающий затвор. Тут возникает проблема: чем чаще записывается ячейка флеш-памяти, тем ненадежнее работает плавающий затвор, поскольку непроводящий слой вокруг затвора истончается и перестает полноценно выполнять свою задачу.
Если ячейка флеш-памяти представляет только один бит, то проблема небольшая, поскольку такая ячейка содержит только два уровня заряда для логических значений «0» и «1». Такая ячейка, называемая одноуровневой (Single-level cell), выдерживает примерно 100 000 циклов перезаписи.
Для достижения более высокой плотности хранения данных производители преимущественно используют технологию Triple-level cell («трехуровневая ячейка»): ячейки должны позволять корректно хранить восемь уровней заряда для хранения трех битов. TLC с двухмерной флеш-памятью выдерживает около 1000 циклов перезаписи.
Столь низкое значение тоже связано с тем, что производители для повышения плотности записи все уменьшали структуры двухмерной флеш-памяти. Из-за такого процесса уменьшения до нынешнего размера в 16 нм уменьшилось и максимальное количество электронов, которые может принимать плавающий затвор.
В результате уровни заряда теснее сдвигаются друг к другу, что приводит к повышению вероятности появления ошибок.
Четырехуровневые ячейки в трех измерениях
И тут на сцене появляется трехмерная флеш-память. Трехмерная ячейка больше двухмерной — 50–70 нм в поперечнике. А значит, она может вмещать больше электронов, благодаря чему более надежна. Samsung заявляет, что ее новая 64-слойная память 3D NAND способна выдержать не менее 7000 циклов перезаписи.
Toshiba пошла еще дальше и первой из производителей флеш-памяти представила чипы 3D NAND с 16 уровнями заряда на ячейку — Quad-level cells, которые хранят четыре бита.
По расчетам Toshiba, эти ячейки должны выдержать в целом тысячу циклов перезаписи, чего для многолетней работы накопителя на ПК более чем достаточно.
Toshiba и ее флеш-память 3D NAND с 16 уровнями заряда на ячейку — Quad-level cells, которые хранят четыре бита.
Также Samsung и Micron в 2018 году планируют вывести на рынок накопители на QLC 3D NAND с 96 слоями ячеек.
Это значит, что представленные в статье новинки, возможно, и разрабатываются для рынка серверов, однако это не помешает им быстро найти себе место и в производстве твердотельных накопителей для потребительского рынка.
Исключение, пожалуй, составят TSV-чипы, поскольку их производство относительно дорого и они предназначены для больших высокоскоростных накопителей, используемых в дата-центрах.
Тем не менее появление представленных здесь инновационных технологий вовсе не означает, что скоро накопители на магнитных дисках перестанут выпускаться, поскольку в обозримом будущем суммарных объемов производства твердотельных накопителей попросту не хватит для того, чтобы утолить постоянно растущую жадность к данным в эпоху цифровых технологий — и в особенности поставщиков облачных сервисов. Но если пользователю ноутбука или домашнего ПК нужна память от 4 до 8 Тбайт, он может уже мысленно попрощаться с накопителем на жестких магнитных дисках. И тогда — здравствуй, SSD!
И SSD умирают: так вы можете узнать, когда придет черед вашего накопителяОхлаждение для SSD-накопителей форм-фактора M.210 лучших скоростных SSD-накопителей: быстрее чем SATA
Новинки на рынке FLASH-памяти для встраиваемых приложений
 |
| Главная страница > Статьи > Микросхемы памяти |
Дмитрий Василенко, продакт-менеджер по активным компонентам, |
Реклама: Современные тенденции развития электронных приборов требуют постоянного увеличения объема используемой памяти.
На сегодня инженеру доступны микросхемы как энергозависимой памяти типа DRAM, которую характеризуют предельно низкая цена за бит и большие уровни интеграции, так и энергонезависимой памяти типа Flash, себестоимость которой постоянно снижается и стремится к уровню DRAM. Память типа Flash предлагается 2-х видов: NAND и NOR. Каждый из видов имеет свои особенности и рекомендации по применению в разрабатываемых приборах.
Различие микросхем NAND и NOR FLASH-памяти
Как было показано выше, Flashпамять бывает 2-х видов: NAND и NOR. NOR-тип был разработан компанией Intel в 1988 г. Данная память имеет сравнительно долгие времена стирания (erase) и записи (write), но обладает доступом к каждому биту на чтение (см. рис. 1).
Данное обстоятельство позволяет применять такие микросхемы для записи и хранения программного кода, который не требует частого перезаписывания. Такими применениями могут быть, например, BIOS для встраиваемых компьютеров или ПО для телевизионных приставок.
Память типа NAND Flash была разработана компаниями Samsung и Toshiba в 1989 г. Ее характеризуют более бы стрые времена стирания (erase) и записи (write), а также более низкая себе стоимость (см. рис. 1). Особенностью системы ввода/вывода памяти данного типа является последовательный побайтный доступ.
Свойства NAND Flash определили область ее применения: карты памяти и иные устройст ва хранения данных. Сейчас данный тип памяти применяется почти повсеместно в мобильных устройствах, фото- и видеокамерах и т.д.
NAND Flash лежит в основе практически всех типов карт памяти: SmartMedia, MMC, SecureDigital, MemoryStick.
Себестоимость Flash-памяти обусловлена характеристиками лейаута МОП-транзисторов элементарных ячеек. Более низкая себестоимость NAND определяется отсутствием металлизированного контакта с каждым транзистором — ячейкой памяти. NOR, с другой стороны, обладает таким контактом, что в конечном итоге позволяет организовать доступ к каждому биту (см. рис. 2)
Малое количество металлизированных контактов у NAND позволяет значительно легче скалировать структуру на кристалле, что крайне важно для создания микросхем со все большим объемом памяти. Таким образом, технологические преимущества NAND обуславливают их применение в системах энергонезависимого хранения данных в будущем.
Диапазон объемов памяти, доступный на основе Flash-микросхем сегодня составляет от 4 Мбит до единиц Гбит. В начале 2005 г. компания Toshiba первая преодолела психологический рубеж в 8 Гбит (1 Гбайт) для NAND.
NOR FLASH серии Р30 компании INTEL для хранения программного кода
Компания-разработчик NOR-памяти Intel постоянно совершенствует данные продукты и рекомендует применять их в устройствах, требующих высокой надежности. В апреле 2005 г. была выпущена серия Р30, идущая на замену популярной версии для индустриальных приложений J3.
Основные усовершенствования затронули технологию изготовления: Р30 изготавливается по технологии 0,13 мкм, тогда как J3 — по 0,18 мкм (запланирован переход на новую технологию). Это означает более низкую себестоимость бита для новых серий по сравнению со старыми.
Также микросхемы серии Р30 позволяют снизить энергопотребление, т.к. рассчитаны на более низкое напряжение питания ядра. Напряжение питания схем ввода — вывода может быть повышено до 3,6 В, что позволяет осуществить интерфейс с другими блоками прибора, работающими от напряжения 3,3 В.
Скорость асинхронного доступа повышена до 85 нс, есть возможность осуществить синхронный доступ на максимальной частоте 40 МГц. (см. табл.1).
Таблица 1. Сравнение NOR-памяти Intel типа J3 и Р30
| Параметр | Значение для J3 | Значение для Р30 | |
| 1 | Корпус | 56L TSOP64 ball ezBGA | TSOP — несовместно с J3Easy BGA — совместно с J3/K3 QUAD SCSP |
| 2 | Vcc (ядро), В | 2,7…3,6 | 1,7…2,0 |
| 3 | Vcc (схемы ввода вывода), В | 2,7…,6 | 1,7…3,6 |
| 4 | Объем памяти, Мб | 32…256 | 64…1000 |
| 5 | Время чтения, нс | 125 только асинхронный режим | 85 асинхронный режим40 МГц синхронный режим |
| 6 | Время записи, мкс | 6,8 | 6,8 |
| 7 | Типичное время стирания, с | 1,0 | 1,2 |
| 8 | Максимальное время стирания, с | 5,0 | 4,0 |
| 9 | Минимальное число циклов перезаписи на блок | 100 000 | 100 000 |
| 10 | Температурный диапазон, °С | –40 …85 | –40 …85 |
Память Intel отличает высокая надежность: величина параметра минимального цикла перезаписи на уровне 100 000 циклов на блок характерна для более надежной памяти NAND.
Данное обстоятельство, вместе с широким диапазоном рабочих температур, наличием как TSOP, так и BGA корпусов в линейке, позволяют оптимальным образом применять данный тип для хранения программного кода и важных данных во встраиваемых приложениях.
NAND FLASH производства MICRON — замена популярным решениям SAMSUNG
Flash-память типа NAND доказала свое превосходство для таких применений как устройства хранения данных, карты памяти и flash-диски.
Основными ее преимуществами, как было показано выше, является дешевизна, и возможность простого скалирования1 на более современные технологии.
Наиболее популярными решениями для систем хранения данных являются микросхемы Samsung. В середине мая 2005 г. компания Micron (
Таблица 2. Сравнение NAND-памяти Micron и Samsung
Как видно из приведенной выше таблицы, основные характеристики типов памяти разных производителей совпадают. Совпадает также и стандартный набор команд управления микросхемой: различные режимы чтения, стирания и программирования.
В микросхемы Micron добавлена дополнительная функция кэшированного чтения PAGE READ CACHE MODE. Данная функция позволяет повысить скорость последовательного считывания страниц на 39% для 16-битного интерфейса и на 20% для 8-битного.
Данный эффект начинает быть заметен при чтении пяти и более последовательных страниц (см. рис. 3).
Микросхемы Micron потребляют в среднем на 33% меньше энергии, чем аналоги Samsung, что интересно для портативных устройств. Уровни логических напряжений Micron специфицирует по абсолютной величине, Samsung — относительно Vcc. Последнее обстоятельство позволяет закладывать более высокую надежность в разрабатываемые приборы.
В статье рассмотрены некоторые типы Flash-памяти, которые рекомендованы для применения во встраиваемых приложениях. Для современного инженера доступны два вида таких микросхем:
Что общего у армянской сказки и эволюции флэш-памяти в SSD
Когда-то в детстве у меня была книжка со сказкой Сергея Михалкова про жадного Вартана, который из одной овечьей шкуры выторговал себе 7 шапок. В индустрии флэш-памяти события развиваются словно по мотивам этой притчи.
С момента публикации статьи Как не заблудиться в SLC, MLC и TLC при выборе SSD прошло почти два года. Некоторые разделы не потеряли актуальности, но с тех пор технологи NAND шагнули вперед.
И если быстродействие дисков устраивает пользователей, то ограниченный ресурс все еще продолжает волновать их умы.
С одной стороны, мифы так просто не умирают, а с другой – в новых SSD ресурс флэш-памяти теоретически меньше, чем в старых.
План материалов
Эта запись открывает серию больших материалов о сроке службы современных SSD. Вообще, я сначала планировал две статьи, но получается четыре (надеюсь, вы не против 🙂 План примерно такой:
Эти статью могут перемежаться записями другой тематики, да и еще не все дописано 🙂 Поехали?
[+] Сегодня в программе
Шаги техпроцесса, или зачем уменьшают размер кристалла
В начале 2013 года в большинстве дисков ведущих изготовителей стояла память 25nm MLC (Intel/Micron) и 24nm MLC (Toshiba/SanDisk), но почти за два года картина сильно изменилась. В современных накопителях сейчас стандартом является уже флэш-память 20nm и 19nm. Причем у Toshiba/SanDisk сейчас в ходу уже второе поколение памяти 19nm, а Micron может похвастаться дисками с 16nm MLC NAND.
Все завязано на прибыль, как и в любом бизнесе. Стоимость полупроводников пропорциональна размеру кристалла. Уменьшение его габаритов по осям X и Y позволяет производителям получать из одной вафли больше кристаллов, что снижает их стоимость.
Этапы техпроцесса NAND. Слева направо кристаллы: 2 х 34nm, 1 х 25nm, 1 х 20nm.
Альтернативно, можно добавлять больше транзисторов на каждый кристалл, что повышает его плотность при том же размере, т.е. дает больше Gbit на вафлю. В отличие от узла техпроцесса, плотность в технических характеристиках редко указывают, но в специализированных обзорах ее можно найти.
Увеличить рисунокРаботники SK Hynix демонстрируют вафли флэш-памяти
Теоретически при сжатии кристалла расходы на производство снижаются (или увеличивается прибыль). Однако на практике каждый новый виток уменьшения литографии сокращает чистые доходы изготовителей по сравнению с предыдущим узлом техпроцесса.
С одной стороны, возрастают расходы на исследования и производство памяти по новой технологии.
С другой, остро встают вопросы целостности данных и срока жизни накопителя, потому что с уменьшением размера ячейки памяти становится все труднее бороться с законами физики.
Давайте немного залезем в технические подробности.
Как работает флэш-память
NAND хранит данные в массиве ячеек памяти, представляющих собой транзисторы с плавающим затвором. На картинке вы видите два затвора: управляющий (Control Gate) и плавающий (Floating Gate). Электроны перемещаются между управляющим затвором и каналом NAND (Channel) в направлении подачи напряжения.
Упрощенная схема работы флэш-памяти
Для программирования ячейки напряжение подается на управляющий затвор, что притягивает электроны вверх. Создается электрическое поле, позволяющее электронам проникнуть сквозь барьер из оксида к плавающему затвору. Оксид выполняет роль изолятора, не позволяя электронам двигаться дальше сквозь плавающий затвор.
Для стирания ячейки напряжение подается с другой стороны – на канал. При этом управляющий затвор заземляется, чтобы направить электроны от плавающего затвора через оксид обратно к каналу.
Суть работы флэш-памяти в том, что сначала нужно избавиться от старых электронов (стереть), и только потом можно применять новые (запрограммировать). Это и есть цикл перезаписи.
Чтобы определить статус ячейки, на нее подают напряжение и смотрят на результат. И продолжают повышать напряжение, пока не добьются нужного, на что уходит время, которое влияет на скорость работы.
Почему количество циклов перезаписи NAND ограничено
Со временем электрическая активность изнашивает физическую структуру ячейки, уменьшая микроскопический слой оксида. Его толщина
Ремонт и замена флеш-памяти
В современном мире телефон давно вышел за рамки простого средства связи и стал одним из атрибутов практически любого человека. Рынок полон смартфонами в самых разных ценовых категориях, так что позволить себе современный девайс могут многие жители планеты. Однако, как и любая техника, даже самые хорошие телефоны имеют свой эксплуатационный ресурс и со временем требуют ремонта.
Для многих пользователей смартфонов однажды становится актуальным вопрос ремонта или замены флеш-памяти – одного из важнейших узлов современных мобильных устройств. Все известные бренды на данный момент используют в качестве хранилища памяти используют чипы eMMC, eMCP.
Что это такое? Это микросхема энергонезависимой памяти, не стоит путать с картой памяти, либо с USB-флеш-накопителем. Благодаря компактности, универсальности, механической прочности, скорости работы и большому объемы памяти данная микросхема стала популярна в изготовлении цифровой техники.
Но есть и слабые стороны: относительно не долгий срок эксплуатации и чувствительность к электростатическому заряду.
Основные причины выхода из строя:
- механические повреждения устройства(падения)
- попадание жидкости в гаджет
- заводской дефект
- естесственный износ
Признаки необходимости ремонта флеш-памяти
Когда становится понятно, что необходимо отправиться в сервисный центр? Если телефон значительно подтормаживает и подвисает, работает нестабильно, перегружается без причины, не сохранияет либо не позволяет удалить данные, висит на заставке – это может быть верный признак того, что пора озаботиться вопросом ремонта смартфона и диагностики на предмет исправности флеш-памяти. Впрочем, нельзя со 100% уверенностью сказать, что вышеозначенные проблемы однозначно связаны с неполадками в работе чипа – достоверная причина будет ясна только после профессиональной диагностики. А вот если девайс просто выключился и никак не реагирует на кнопку включения (при условии, что он заряжен) – это большая вероятность того, что flash-память вышла из строя. Частой причиной такой поломки является неудачная схема электропитания в конкретной модели телефона.
Подводные камни ремонта микрочипа памяти
Стоит обратить внимание на то, что традиционно единственной опцией, которую вам предложат в авторизированном сервисном центре будет замена системной платы (замена нерабочего узла на рабочий).
Это связано с политикой многих компаний-производителей, запрещающей вмешательство в чипы, способное значительно удешевить ремонт. В итоге, мы имеем замененную плату и «заоблачную» стоимость починки.
Это достаточно дорогостоящий вид ремонта, который подчас может составлять до 70% стоимости агрегата. Такой путь устраивает далеко не каждого собственника.
Многие сервисные центры «попроще» предлагают более дешевые варианты ремонта. Как правило, данный ремонт связан с нагревом микросхем и имеет непродолжительный эффект.
Владельцу гаджета необходимо помнить, что замена чипа флеш-памяти – процедура достаточно сложная и высокоточная, которая требует профессиональных навыков и специализированного оборудования.
Как происходит замена флеш-памяти?
Процесс замены осуществляется в несколько этапов. Вначале произведения замены необходимо разобрать телефон и выпаять чип при соблюдении некоторых технически сложных требований. Далее подготавливается новый чип: прошивается и аккуратно формируются шарики припоя. После этого чип устанавливается на плату.
Последним этапом при помощи особого программатора на агрегат устанавливается прошивка. Если работы выполнял квалифицированный мастер, после сборки и тестирования телефон будет полностью готов к эксплуатации и характеристики его работы нисколько не ухудшатся.
Напротив, путем замены flash-memory можно увеличить память устройства.
Отдав предпочтение замене flash-памяти вместо замены платы, владелец девайса часто остается в выигрыше и в материальном, и в техническом плане.
С телефонами марок Huawei, Samsung, HTC, LG, Lenovo и других популярных брендов поиск адекватного мастера и заказ услуги по замене флеш-памяти не составит почти никакого труда, а вот владельцам iPhone в этом плане придется сильно постараться – мало кто берется за высокоточный ремонт сложной «яблочной» техники. И стоит иметь в виду – если микрочип памяти на iPhone полностью вышел из строя, замена выполняется с помощью 3-4 микросхем попутно (зависит от конкретной модели) и из-за этого может стоить даже дороже, чем замена платы.
Почему стоит доверить замену флеш-памяти сервис-центру ge store
- Наличие профессионального оборудование и качественных запчастей
- Оперативное исполнение данной работы
- Огромный опыт работы компетентных инженеров в этой области
- Привлекательные цены
- И конечно предоставление гарантии на работы и запчасти
18.05.2017 17:07
Toshiba готовит революционную память
13 Декабря 2007 13:12 13 Дек 2007 13:12 |
Японская корпорация Toshiba сообщила о разработке новой технологии, которая в будущем позволит создавать чипы памяти намного большей емкости на базе нового 10-нм техпроцесса. Помимо уменьшения базовых элементов памяти, инженеры также потрудились над их материалом. Новая память может работать без сбоев на протяжении более 10 лет.
Корпорация Toshiba объявила об успешной разработке новой туннельной технологии, которая в будущем позволит создавать флэш-память намного большей емкости, на базе нового, 10-нанометрового технологического процесса. Технология была анонсирована вчера, 12 декабря, на конференции IEDM (International Electron Devices Meeting) в Вашингтоне, США.
Разработка Toshiba представляет собой туннельный слой, контролирующий перемещение электронов в SONOS (Silicon Oxide Nitride Oxide Semiconductor), структуре памяти, где электроны удерживаются в нитридном слое изолирующего затвора.
Новая структура представляет собой кремниевый кристалл толщиной 1,2 нм, расположенный между 1-нанометровыми оксидными пленками. Функционирование осуществляется посредством изменения величины напряжения на затворе.
Такой тип памяти способен хранить информацию очень долгое время и обеспечивает высокую скорость записи и одновременного удаления битов.
Новая технология позволит хранить в одном слое до 100 Гбит (12,5 ГБ) данных. Для сравнения, современная одноуровневая NAND-память, используемая в плеерах iPod, флэш-накопителях и т.д., способна хранить лишь 16 Гбит.
Обычно для увеличения емкости производители используют дополнительные уровни (слои).
Иными словами, разработка Toshiba позволит изготавливать более маленькие чипы памяти, либо чипы, которые будут вмещать в 6,25 раз больше информации.
Современная одноуровневая NAND-память, используемая в плеерах iPod, флэш-накопителях и т.д., способна хранить лишь 16 Гбит
Помимо уменьшения размеров, японские инженеры заменили материал нитридного слоя с Si3N4 на Si9N10, что позволило существенно увеличить концентрацию электронов и улучшить работоспособность памяти. Как утверждается, чипы с использованием нового материала могут работать без сбоев более 10 лет.
Напоследок стоит отметить другой важный прорыв, совершенный недавно корейской Samsung. В октябре компания заявила о четырехкратном увеличении емкости современных NAND-чипов.
Представленная Samsung технология хранит биты данных в многоуровневых ячейках и задействует 30-нм техпроцесс.
Таким образом, прорыв Toshiba — использующий техпроцесс втрое меньше — открывает более интересные перспективы.
- Какой дисплей для смартфона лучше: AMOLED или IPS?
Сергей Попсулин
Подписаться на новости Короткая ссылка
Intel и Micron готовят флэш-память рекордной плотности
Intel уже предложила производителям электронных устройств опытные экземпляры чипов памяти типа NAND емкостью 8 Гбайт, созданные с помощью ее новейшей технологии литографии. (Литография – это процесс формирования ячеек и транзисторов на кремниевой подложке. Чем меньше они по размеру, тем больше данных можно разместить на одной флэш-микросхеме типа NAND и тем больше становится емкость модуля хранения.) Корпорация планирует начать массовое производство подобных чипов флэш-памяти во втором квартале.
«Наша разработка будет способствовать более активному использованию твердотельных носителей», — считает Том Рэмпон, генеральный менеджер группы решений в архитектуре NAND корпорации Intel.
Новая технология NAND позволяет создавать меньшие по размеру изделия с более высокой плотностью, чем до сих пор использовавшаяся технология литографии с нормой проектирования 34 нм.
К примеру, SSD-накопитель на 256 Гбайт можно собрать из 32 микросхем флэш-памяти емкостью 64 Гбит; для смартфона с памятью 32 Гбайт необходимо четыре микросхемы, а для флэш-модуля емкостью 16 Гбайт — всего две.
Такого рода достижения в производстве флэш-памяти могут привести к существенному снижению общей стоимости мобильных устройств.
«Новый чип настолько мал, что умещается в отверстие в середине стандартного компакт-диска, но при этом в состоянии вместить в десять раз больше данных, чем этот самый компакт-диск», — подчеркнул Трой Уинслоу, директор Intel по маркетингу продуктов типа NAND. (На стандартный оптический диск можно записать 700 Мбайт данных.)
В Intel заявляют, что норма проектирования 25 нм, которая достигается предлагаемым ею литографическим процессом, — это наименьшая норма проектирования не только для микросхем флэш-памяти типа NAND, но и вообще для всех полупроводниковых устройств. Иными словами, корпорация рассчитывает предложить самую совершенную флэш-память на более обширном рынке потребительской электроники.
Новая флэш-память будет производиться компанией IM Flash Technologies, совместным предприятием, образованным Intel и Micron.
В октябре был анонсирован чип SSD на базе данной технологии, который в IMFT назвали самым быстродействующим. Такие носители в шесть раз долговечнее, чем те, что создавались на основе технологии предыдущего поколения.
В своем анонсе компания также заявляла, что эти микросхемы, возможно, будут устанавливаться непосредственно на системную плату компьютера, в результате чего можно будет обойтись без более медленного интерфейса SATA.
Новый чип соответствует спецификации Open NAND Flash Interface версии 2.2, которая предусматривает скорость передачи данных 200 Мбайт/с. По словам Кевина Килбука, директора Micron по маркетингу решений в архитектуре NAND, в IMFT работают над тем, чтобы новая флэш-память соответствовал требованиям спецификации ONFI 3.0, предусматривающей скорость передачи данных 400 Мбайт/с.
Новая память имеет такой же срок жизни, что и выпускавшаяся ранее, созданная по норме проектирования 34 нм, то есть выдерживает 5 тыс. циклов удаления-записи, отметил Уинслоу.
Трудности в перспективе
И в Micron, и в Intel во время недавней пресс-конференции подтвердили, что серьезно работают над тем, чтобы и дальше уменьшать типоразмер флэш-памяти типа NAND.
При норме проектирования 25 нм приходится выдерживать размеры, сравнимые с размером атома. Например, толщина человеческого волоса в 3 тыс. раз превышает величину 25 нм.
Как пояснил Килбук, если представить, что волос человека имеет в толщину один километр, то 25 нм составят несколько десятков сантиметров.
«Используя норму проектирования 34 нм, мы опережали своих конкурентов на полгода-год. Переход на норму проектирования 25 нм увеличит этот разрыв», — отметил Килбук.
IMFT увеличивает емкость памяти NAND примерно каждые полтора года. Первые свои изделия СП начало производить в 2006 году, используя процесс литографии с нормой проектирования 50 нм, а в 2008 году стала выпускать микросхемы флэш-памяти с нормой проектирования 34 нм на основе многоуровневых ячеек (Multi-Level Cell, MLC) емкостью 32 Гбит. Такая микросхема хранит 2 бит в каждой ячейке.
В августе прошлого года в IMFT анонсировали новую технологию флэш-памяти NAND на основе литографии с нормой проектирования 34 нм, предусматривающую хранение 3 бит на ячейку. В результате удалось уменьшить размер микросхемы на 11%. Однако, принимая во внимание вопросы надежности, в IMFT приняли решение продолжить производство трехбитных микросхем MLC NAND.
Микросхемы типа NAND с нормой проектирования 25 нм позволяют хранить 2 бит на ячейку памяти.
«При литографии с уменьшенной нормой проектирования необходимо обеспечивать ту же производительность, что и у предыдущих продуктов, — подчеркнул Уинслоу. – Мы смогли решить эту задачу, выпустив продукты этого поколения. Но, задумываясь о двух следующих поколениях, мы поняли, что необходимо менять материалы и технологический процесс, поскольку проблемы становятся все серьезнее».
Сейчас в IMFT анализируют, можно ли использовать альтернативные технологии при производстве в будущем таких продуктов, как память с ловушкой заряда (charge trap flash) и NAND с трехмерными ячейками.
«Сейчас мы ищем способы продлить срок службы самой ячейки NAND, — пояснил Килбук. – Если мы сумеем добиться поставленной цели, то сможем эффективно использовать собственный техпроцесс DRAM и технологию создания ячеек, ведь в DRAM применяются трехмерные ячейки с элементами уменьшенных размеров. Наша задача — продолжать уменьшать размеры, тогда мы сможем опережать своих конкурентов по цене».
Intel и Micron готовят флэш-память рекордной плотности
Загрузка...
