岐路に立つフラッシュメモリ

フラッシュメモリのメーカーにとって、今が最高の時代であり、最悪の時代であるかもしれません。 一方では、携帯電話、タブレット、およびノー​​トブックコンピューターでフラッシュメモリを使用するだけでなく、フラッシュがストレージからエンタープライズサーバーに至るまで、ほとんどのビッグデータセンターシステムの不可欠な部分になっています。 同時に、過去数年間でフラッシュメモリが広く普及し、価格が大幅に低下することを可能にしたテクノロジーは、終わりに近づいているようです。

両方の傾向は、先週の年次フラッシュメモリサミットで展示されました。

おそらく大きなニュースは、統合フラッシュがエンタープライズシステムでどのように利用されているかです。 長い間、SSDは、ハードドライブと同じフォームファクターでフラッシュし、はるかに多くの従来のハードドライブと混合し、最も頻繁に使用されるデータをより高速なSSDに配置する「階層化」を提供するソフトウェアで、低速ドライブで使用頻度の低いデータ。 現在、フラッシュ専用アプライアンスへのいくつかの異なるアプローチが見られています。

たとえば、Facebookのジェイソンテイラーは基調講演で、一部のシステムではキャッシュをフラッシュとして使用し、データベースのプライマリストレージとしてフラッシュを使用し、一部のインデックスサーバーではRAMの代替としてフラッシュを使用する方法を説明しました。 彼は、2日間分のニュースが必要な場合は、オールRAMサーバーからのものだと説明しました。 2週間分のニュースが必要な場合は、フラッシュから提供されます。

多くの企業は、Fusion-ioやEMCによって買収されたXtremIOなどの有名なプレーヤーを含む、従来のSSDに代わるものがあります。 IBMは最近、Texas Memory Systemsのテクノロジーに基づいたFlashAheadとして知られるオールフラッシュサーバーを発表しました。

ショーでは、いくつかの興味深いアプローチがありました。 たとえば、SkyeraはMLCフラッシュに基づいたオールフラッシュアレイを作成しています。これは通常、各セルに2ビットのデータを保持するため、安価ですが、使用されるシングルレベルセルまたはSLCフラッシュほど堅牢ではありません多くのエンタープライズSSDで。 自社のコントローラーを使用して、同社はskyEagleと呼ばれる1Uのエンクロージャーを導入しました。これは最大500TBを保持し、フォーマットされたGBあたり1.99ドルでエンタープライズストレージアレイの合理的な価格で500万IOps（1秒あたりの入出力操作）を作成できます。

誰もが新しいより良い価格でSSDを見せていました。 SSDの最大の売り手であると主張するSamsungは、840 EVOとして知られる新しい消費者ラインを導入しました。これは、19nm TLC（3レベルセル）メモリに移行し、1GBのDRAMキャッシュを搭載しています。 これは、価格が$ 189.99の250GBバージョンや価格が$ 649.99の1TBバージョンなど、さまざまなサイズで利用できます。 これは消費者向けストレージには多額の費用がかかりますが、1GBあたり1ドルを大きく下回っており、非常に印象的な動きです。

一部の企業は、この問題に関して革新的な工夫をしていました。 Micronは、SSDのコントローラーを活用してMySQLの検索を高速化する方法を示し、標準SSDの2倍のパフォーマンスを主張しました。

SSDといえば、エンタープライズSSDの速度は向上しており、インターフェイスは6Gbpsから12Gbpsに移行しています。 エンタープライズシステムは、フラッシュストレージで満たされたPCIeカードなどのソリューションをますます検討していますが、消費者SSDは小さくなり、Intelを含む多くの企業が、従来の2.5インチハードよりもはるかに小さい新しいm.2フォームファクターについて語っていますディスクドライブまたはmSATA。

ハードドライブベンダーはすべて、フラッシュの専門知識を持つ企業を買収し、それを使用してSSDとハイブリッドドライブの両方を作成しています。これらには、フラッシュと回転する磁気メディアの両方が含まれます。 Western DigitalはSSDソフトウェアメーカーのVeloBitを買収し、STECの買収を進めています。一方、Seagateはコントローラーを製造するDensBitsと、FlashベースのPCIeストレージを製造するViridentに出資しています。 残り3番目のハードドライブメーカーである東芝は、フラッシュストレージの最大のメーカーの1つです。

しかし、技術面では、すべてがそれほどバラ色ではありませんでした。 「フローティングゲートNAND」として知られるフラッシュメモリの製造に業界が使用している基本技術はかなり限界に達しているようです。ほとんどのメーカーは16nm〜19nm未満の動作バージョンの作成に問題があります。 フローティングゲートNANDが以前に限界に達したと聞いたことがありますが、現在、特に余分な紫外線（EUV）リソグラフィ装置の遅延により、より小さなジオメトリでの製造は非常に困難になっています。

ここで最も一般的な代替手段は「垂直NAND」で、サムスンは最初の商用製品である3D「V-NAND」フラッシュのリリースで多くの注目を集めました。 メモリセルに電子を閉じ込めるためのフローティングゲートを備えた一般的な平面NANDの代わりに、これは電子の蓄積に電荷トラップと呼ばれる薄膜をそれぞれ使用するメモリセルの複数の層を使用します。 デザイン、素材、構造はすべて非常に異なっています。

すでに生産されているサムスンの最初のV-NAND製品は、128ギガビットを格納する24層チップであり、2017年までにこれを1Tbチップに増やすことを目指しています。ここでの大きな利点の1つは、標準リソグラフィを使用することです（ 30nmを超えていますが、Samsungは特定のサイズを指定していません）、EUVツールは必要ありません。 時間が経つにつれて、これは、リソグラフィによってセルサイズを縮小するだけでなく、層の数を増やすことで密度が増加するはずです。

サムスンは、480GBおよび960GBの容量で利用可能な2.5インチSATA 6Gbpsドライブである最初のV-NAND SSDを示しました。同社は、現在のSSDよりも20％高速で消費電力が50％少ないと述べました。

他のフラッシュメーカーはそれほど遅れていないようです。 東芝とサンディスクは、フラッシュの生産に協力しており、東芝が実際に縦型NANDを発明したと主張しているが、現時点では次世代の「1Y」2ビットおよび3ビットソリューションが市場にとってより意味があると確信している。 フラッシュメモリのパートナーでもあるMicronとIntelは、どちらも3D NANDを作成する専門知識を持っていると言いますが、現在はコスト効率が高いと言うため、従来の16nm平面フラッシュに焦点を当てています。 しかし、Micronは3D NANDベースの256Gbチップで動作していると述べた。 SK Hynixは16nm MLC NANDフラッシュについて話しましたが、ブースでは3D NANDウェーハも展示していました。同社は、128Gbチップが今年末までに生産され、来年には量産されると述べました。

ほとんどのオブザーバーは、従来の平面フラッシュが市場を支配し続けているため、垂直NANDの量は今後2年間は比較的小さくなると考えていますが、その垂直NANDは2016年から2018年にかけて不揮発性メモリ市場のはるかに大きな部分を占めるでしょう。しかし、その時点までに、メモリの他の選択肢が市場に出てくるはずです。