Micron bringt seine erste SSD mit QLC-NAND noch in diesem Jahr

[HWL News Bot]

Micron hat seine Pläne rund um SSDs verraten. Der Speicherhersteller möchte laut eigenen Angaben noch im Laufe des aktuellen Jahres erste Speicherlösungen auf Basis von QLC-NAND auf den Markt bringen. Beim QLC-NAND werden im Gegensatz zum meist eingesetzten TLC-NAND pro Speicherzelle vier Bits gespeichert. Bei der TLC-Technik sind es lediglich drei. Dies erhöht die Speicherdichte, womit langfristig die Kosten bei der Produktion von Speicherbausteinen sinken sollen.Nachteil der Technik war bisher, dass die Ausdauer von QLC-NAND deutlich geringer als bei MLC-NAND ausfällt. Dieses Problem möchte Micron allerdings mit speziellen Algorithmen zum Korrigieren von Fehlern in den Griff...

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[silverline]

Beim QLC-NAND werden im Gegensatz zum meist eingesetzten MLC-NAND pro Speicherzelle vier Bits gespeichert. Bei der MLC-Technik sind es lediglich drei.

Fehler am Ochser ... MLC = 2 Bits, TLC = 3 Bits je Speicherzelle!

 

[Bitmaschine]

Nicht schlecht, irgendwann wird ein Byte oder mehr realisiert.

 

[Holt]

silverline, nein, MLC steht nur für Multi Level Cell und wird zwar meist für 2bpc (bit per cell) verwendet, kann aber auch für 3 oder mehr bpc genommen werden, dann z.B. in der Form MLC (3bpc). Nur weil irgendwo MLC angegeben ist, muss es nicht zwangsläufig auch 2bpc sein!

Bitmaschine, das glaube ich nicht, denn einmal verschlechtern sich bei mehr bpc die technischen Eigenschaften und man kann die Größen und Abstände der Zellen nicht so weit verkleinern wie bei weniger bpc und dann wird der Gewinn mit jedem weiteren Bit immer kleiner. Als man von SLC auf MLC (2bpc) gegangen ist, wurde die Kapazität bei gleicher Anzahl an Zellen verdoppelt, man hat also für die gleiche Kapazität 50% Diefläche eingespart. Beim Wechsel auf TLC hat man 50% an Kapazität gewonnen, also 33% der Diefläche eingespart und beim QLC gewinnt man nun 33% an Kapazität, spart also nur noch 25% der Diefläche. Ein Teil davon geht auch immer wieder durch mehr ECC und ggf. auch mehr Platz für eine aufwendigere Logik der Signalaufbereitung drauf. Es wird also immer unwirtschaftlicher noch mehr Bits pro Zelle zu verwenden.

Was die Haltbarkeit der QLC NANDs angeht, so peilen die Hersteller hier wohl 1000 P/E Zyklen an, also etwa das Niveau der planaren TLC NANDs. Bei 3D NAND kann man ungefähr sagen, dass dies bzgl. der Haltbarkeit ein Bit pro Zelle kompensiert, 3D TLC hält ja auch etwa so viele P/ Zyklen wie planare MLC NANDs, die waren ab so 34nm für Consumer SSDs bei 5000 spezifizierte P/E Zyklen und die NANDs der 850 Pro haben 6000 spezifizierte P/E Zyklen.

 

[Bitmaschine]

Bitmaschine, das glaube ich nicht, denn einmal verschlechtern sich bei mehr bpc die technischen Eigenschaften und man kann die Größen und Abstände der Zellen nicht so weit verkleinern wie bei weniger bpc und dann wird der Gewinn mit jedem weiteren Bit immer kleiner. Als man von SLC auf MLC (2bpc) gegangen ist, wurde die Kapazität bei gleicher Anzahl an Zellen verdoppelt, man hat also für die gleiche Kapazität 50% Diefläche eingespart. Beim Wechsel auf TLC hat man 50% an Kapazität gewonnen, also 33% der Diefläche eingespart und beim QLC gewinnt man nun 33% an Kapazität, spart also nur noch 25% der Diefläche. Ein Teil davon geht auch immer wieder durch mehr ECC und ggf. auch mehr Platz für eine aufwendigere Logik der Signalaufbereitung drauf. Es wird also immer unwirtschaftlicher noch mehr Bits pro Zelle zu verwenden.

Was die Haltbarkeit der QLC NANDs angeht, so peilen die Hersteller hier wohl 1000 P/E Zyklen an, also etwa das Niveau der planaren TLC NANDs. Bei 3D NAND kann man ungefähr sagen, dass dies bzgl. der Haltbarkeit ein Bit pro Zelle kompensiert, 3D TLC hält ja auch etwa so viele P/ Zyklen wie planare MLC NANDs, die waren ab so 34nm für Consumer SSDs bei 5000 spezifizierte P/E Zyklen und die NANDs der 850 Pro haben 6000 spezifizierte P/E Zyklen.

Hallo Holt,
aktuell magst du jetzt recht haben. Wenn ich aber die Entwicklungen in diesem Bereich in den letzten Jahrzehnten so anschaue, wie du es richtigerweise oben beschrieben hast, bin ich gerne Visionär und glaube an Weiterentwicklung und Entdeckungen. Alles andere wäre bremsen auf hohen Niveau, nur aufgrund der Wirtschaftlichkeit. Ich denke man darf nie Nie sagen. Oft ist es so, dass es jetzt unmöglich scheint, aber jede neue Entdeckungen bedeuten auch Wissenserweiterung und Weiterentwicklungen. Ein Beispiel: "die Erfindung des Rades".
Wer weiß, was im Atomaren Bereich noch alles an Entdeckungen kommen, die unmittelbar Auswirkungen haben.

 

[Holt]

Weiterentwicklung wird es sicher geben, aber welche großartigen Entdeckungen noch möglich sein sollten, ist derzeit nicht absehbar. Das Limit für die Mindestgröße der Zellen ist die Anzahl der Elektronen in den Zellen und die war bei den planaren 16nm NANDs schon auf etwa zwei Dutzend oder noch weniger gefallen, da ist es schon grenzwertig gewesen überhaupt noch 8 Ladungszustände (3bpc) zu unterschieden und noch mehr bpc waren unmöglich. Derzeit sind die Zellen und deren Abstände bei 3D NAND wohl noch durchweg deutlich größer, da kann man noch was reduzieren, dann gibt es aber wieder Probleme mehr bpc zu speichern und bei den kleineren Strukturen wird es wohl auch nicht leichter die Anzahl der Layer zu steigern, die man wirtschaftlich sinnvoll noch übereinander schichten kann.

Man wird also weiterentwickeln, die Technologie verfeinern, mehr Layer übereinander stapeln und auch die Größen und Abstände der Zellen wohl noch etwas reduzieren, von einer Technologie die große Sprünge erlauben dürfte wie sie bei Festplatten im kommenden Jahr mit MAMR-Technik von Western Digital und HAMR-Technik von Seagate erwartet werden, ist bei NAND nichts zu sehen.

 

[Bitmaschine]

Ja, wird spannend. Wenn ich an die Datenmenge/-rate von HD's vor über 30 Jahren denke, ist das eine enorme Weiterentwicklung. Wer damals eine Festplatte von 500 MB sein Eigen nennen wollte, der musste recht tief in die Tasche greifen. Ich meine, wenn ich mich recht entsinne, so ca. 1500 - 2500 DM und die maximale Datenrate lag bei ca. 20 - 40 MB/sec. So genau weiß ich es nicht mehr. Bei recht guten Festplatten sind da heute locker 200 - 250 MB/sec. möglich (oder mehr). Im Raid-Verbund deutlich mehr. Berichtige mich, aber ich meine die heutigen SSD's arbeiten intern durch den Steuerchip auf ähnliche Weise. Im Raid-Verbund und ohne mechanische Latenzzeiten. Das ist der enorme Vorteil gegenüber der mechanisch betriebenen Massenspeicher. Die Schnittstellen und Steuerchips haben sich natürlich auch verbessert. Ich denke es liegt auch an der zunehmend gestiegenen Clocks des gesamten Systems, wie auch Verarbeitung und Parallelisierung innerhalb den Schnittstellen.
Bei den Layer und Nanostrukturen auf dem DIE gibt es auch Grenzen (Mooresche-Gesetz), das ist mir durchaus bewusst. Insofern gebe ich dir recht, dass das Ende der Fahnenstange immer näher rückt.

 

[Holt]

Mehr als 250MB/s bis 260MB/s schaffen 3.5" HDDs auch heute noch nicht und die auch nur auf den äußeren Spuren. Die größten haben 12TB, was im Verhältnis zu Steigerung der Transferraten eine weit überproportionale Steigerung der Kapazität bedeutet. Für diese Steigerung der Kapazität waren aber auch einige Technische Änderungen nötig und weitere stehen halt vor der Tür, wenn es nach den Herstellern geht.

PCIe SSDs schaffen übrigens weit höhere Transferraten, die durchaus auch um mehr als den Faktor 10 höher als bei HDDs liegen, vor allem aber punkten die SSDs durch die geringen Zugriffszeiten, denn die haben sich bei HDDs seit sehr langer Zeit praktisch nicht verbessert, dies scheint nur so, weil die meisten Benchmarks diese über einen fixen und recht kleinen Adressbereich ermitteln und der liegt bei großen Kapazitäten nun einmal auf nur sehr wenigen Spuren, es sind also beim Benchmark immer weniger und kürzere Kopfbewegungen nötig. Daher kommen dann auch immer bessere Werte raus, aber Track-to-Track oder Full Stroke sind die Werte kaum anderes als früher.

 

[besterino]

...bis dann Quantengedöns salonfähig wird... ...dauert halt noch „etwas“...

 

[Holt]

Irgendwann wird was ganz anderes kommen, aber wann ist die große Frage und daher kann man derzeit sowas nicht in seine Planungen einbeziehen. Die Preise von NAND und damit von SSDs werden langsam fallen und SSD mit QLC NAND haben maximal das Potential bis zu 25% günstiger als solche mit TLC zu sein, wenn beide Mainstream sind.

 

[Bitmaschine]

Irgendwann wird was ganz anderes kommen, aber wann ist die große Frage und daher kann man derzeit sowas nicht in seine Planungen einbeziehen. Die Preise von NAND und damit von SSDs werden langsam fallen und SSD mit QLC NAND haben maximal das Potential bis zu 25% günstiger als solche mit TLC zu sein, wenn beide Mainstream sind.

In Moment fallen die Preise der SSD's recht moderat, aber kontinuierlich
Ich möchte eine SSD als C: Laufwerk nicht mehr missen wollen. Das hat einen enormen Schub für's Hochfahren bekommen. Da ist nix mehr drin mit zwischendurch Kaffee machen ...

...bis dann Quantengedöns salonfähig wird... ...dauert halt noch „etwas“...

Jep, sind schon forciert dran https://www.heise.de/ix/heft/Durch-Barrieren-3948345.html. Bis es zu uns "Michel" kommt, wird es noch einige Jahre dauern.

 

[silverline]

silverline, nein, MLC steht nur für Multi Level Cell und wird zwar meist für 2bpc (bit per cell) verwendet, kann aber auch für 3 oder mehr bpc genommen werden, dann z.B. in der Form MLC (3bpc). Nur weil irgendwo MLC angegeben ist, muss es nicht zwangsläufig auch 2bpc sein!

OK ... aber @ MLC werden eigentlich immer 2bpc vorausgesetzt, sonst hätte man sich die Bezeichnung TLC für Triple Level Cell ja auch sparen können.

 

[EmPas]

OK ... aber @ MLC werden eigentlich immer 2bpc vorausgesetzt, sonst hätte man sich die Bezeichnung TLC für Triple Level Cell ja auch sparen können.

das mysterium des Marketing

 

[Holt]

Wenn die Leute bei MLC immer an 2bpc denken, ist es fürs Marketing umso attraktiver auch TLC dann als MLC zu bezeichnen, die Anmerkung (3bpc) werden die meisten dann überlesen oder gar nicht erst verstehen. Man sollte da also vorsichtig sein, wenn man MLC liest und es eigentlich z.B. vom Preis her nicht angehen kann.