Technológie úložísk pod drobnohľadom: Kam kráča vývoj SSD?

Strana 1/2

Pok­rok v ob­las­ti po­lo­vo­di­čo­vých úlo­žísk je za pos­led­né ro­ky veľ­mi vý­raz­ný. Dis­ky SSD si naš­li vďa­ka svoj­mu vy­so­ké­mu vý­ko­nu ces­tu do no­te­boo­kov a sto­lo­vých po­čí­ta­čov a ultra­mo­bil­né za­ria­de­nia by sme si bez ne­me­cha­nic­kých úlo­žísk az­da ani ne­ve­de­li pred­sta­viť. Kam sa však tie­to tech­no­ló­gie bu­dú ube­rať v dru­hej po­lo­vi­ci toh­to de­sať­ro­čia?

Ná­rast vý­ko­nu a ka­pa­ci­ty pri čo­raz niž­šej kon­co­vej ce­ne (v po­me­re ku GB) sa u kaž­dé­ho ku­pu­jú­ce­ho stre­tá­va s ob­ľu­bou. Tech­no­ló­gia NAND flash, kto­rá sa pou­ží­va v po­lo­vo­di­čo­vých úlo­žis­kách, nap­re­do­va­la za pos­led­né ro­ky vďa­ka špe­ci­fic­kým pos­tu­pom rých­lej­šie, ako sa dá pred­pok­la­dať na zá­kla­de Moo­rov­ho zá­ko­na. Pe­dál pe­kel­né­ho zrý­chle­nia sa však už po­ma­ly za­čí­na od­le­po­vať od pod­la­hy a jed­not­li­vé vý­vo­jo­vé stup­ne už na­ba­ľu­jú na se­ba čo­raz väč­šie pre­káž­ky, kto­rých stra­se­nie je stá­le ná­roč­nej­šie. V tom­to člán­ku sa bu­de­me ve­no­vať tým naj­pál­či­vej­ším a uká­že­me, akým spô­so­bom s ni­mi plá­nu­jú vý­rob­co­via bo­jo­vať v naj­bliž­ších ro­koch.

Dr­vi­vú väč­ši­nu tr­hu s pa­mä­ťa­mi NAND flash v sú­čas­nos­ti ov­lá­da šesť vý­znam­ných vý­rob­cov. Niek­to­rí z nich však spá­ja­jú svo­je si­ly pri vý­vo­ji, a tak vo vý­sled­ku z hľa­dis­ka pok­ro­či­lých tech­no­ló­gií vní­ma­me len šty­roch vý­vo­já­rov. Ide o Sam­sung, SK Hy­nix a kon­zor­ciá Tos­hi­ba/San­Disk a In­tel/Mic­ron. Po­kiaľ ste sle­do­va­li si­tuáciu na po­li SSD v pos­led­ných ro­koch po­zor­nej­šie, vie­te, že v ro­ku 2010 bo­li na tr­hu 32-na­no­met­ro­vé či­py NAND flash, res­pek­tí­ve 35 a 32 nm vý­rob­ný pro­ces Sam­sun­gu, 34 nm pro­ces Mic­ron/In­tel, 32 nm Tos­hi­ba/San­Disk a 35 nm vý­rob­ný pro­ces SK Hy­nix. O rok nes­kôr šta­fe­tu preb­ral 27 nm pro­ces Sam­sun­gu, 25 nm pro­ces Mic­ron/In­tel, 24 nm pro­ces Tos­hi­ba/San­Disk a 26 nm pro­ces SK Hy­nix.

No a na­po­kon v dru­hej po­lo­vi­ci ro­ka 2012 a na za­čiat­ku ro­ka 2013 ich vy­strie­da­li ak­tuál­ne pro­ce­sy v oko­lí roz­me­ru 20 nm. Sam­sung má na tr­hu svoj 21 nm pro­ces, SK Hy­nix a aj kon­zor­cium In­tel/Mic­ron 20 nm a kon­zor­cium Tos­hi­ba/San­Disk 19 nm. Po­cho­pi­teľ­ne, ge­ne­rač­ná vý­me­na nep­re­beh­ne zo dňa na deň a vždy chví­ľu tr­vá, kým tr­ho­vý po­diel nov­šie­ho vý­rob­né­ho pro­ce­su stúp­ne nad po­diel star­šie­ho. Oby­čaj­ne sú tak na tr­hu sú­čas­ne dve ge­ne­rá­cie, pri­čom tá star­šia zmiz­ne čas­to až v mo­men­te, keď sa ob­ja­ví ďal­ší no­vý pro­ces v po­ra­dí. Nap­rík­lad In­tel vý­rob­nú lin­ku 25 nm či­pov NAND flash za­sta­vil po vy­ro­be­ní pos­led­nej vár­ky ob­jed­ná­vok až kon­com mi­nu­lé­ho ro­ka.

V tom­to ro­ku sa dos­ta­nú na trh dis­ky SSD s pa­mä­ťo­vý­mi bun­ka­mi vy­ro­be­ný­mi 16 nm tech­no­ló­giou. Ma­so­vú vý­ro­bu 16 nm NAND flash za­čal už SK Hy­nix a pr­vé SSD osa­de­né tý­mi­to čip­mi sa na tr­hu ob­ja­via už čo ne­vi­dieť. Skú­šob­né vzor­ky či­pov ma­jú za se­bou už aj os­tat­ní vý­rob­co­via a dis­ky za­lo­že­né na ich pro­duk­toch mô­že­me oča­ká­vať v dru­hej po­lo­vi­ci toh­to ro­ka. Ten­to vý­rob­ný pro­ces je za­ují­ma­vý naj­mä z to­ho hľa­dis­ka, že pod­ľa mno­hých exper­tov v od­bo­re bu­de pos­led­ným, kto­rý sa up­lat­ní na sú­čas­nej tech­no­ló­gii vý­ro­by NAND.

To­mu, z akých sú­čas­tí a ma­te­riá­lov sa sú­čas­né bun­ky NAND flash skla­da­jú, ako sa do nich za­pi­su­je a ako sa z nich čí­ta, sme sa pod­rob­ne ve­no­va­li v člán­ku Sú­čas­né a bu­dú­ce tech­no­ló­gie pa­mä­tí SSD (PC RE­VUE č. 7/2012). Zá­klad­né prin­cí­py si na pri­po­me­nu­tie zo­pa­ku­je­me, ale pod­rob­ne sa bu­de­me ve­no­vať hlav­ne tech­no­ló­gii, kto­rá tie­to pla­nár­ne tran­zis­to­ry s plá­va­jú­ci­mi hrad­la­mi nah­ra­dí.

Pre­čo tre­ba nah­ra­diť sú­čas­nú tech­no­ló­giu?

Nech už sle­du­je­te pok­rok na po­li pro­ce­so­rov, gra­fic­kých ka­riet či dá­to­vých úlo­žísk, ur­či­te vám neu­nik­lo pos­tup­né zmen­šo­va­nie veľ­kos­ti vý­rob­né­ho pro­ce­su. Cie­ľom je vy­ro­biť čo naj­men­šie tran­zis­to­ry, aby sa ich na plo­chu či­pu zmes­ti­lo čo naj­viac a čím me­nej sa hria­li. V prí­pa­de CPU a GPU ide o o zvy­šo­va­nie vý­ko­nu a zni­žo­va­nie spot­re­by, v prí­pa­de dá­to­vých úlo­žísk za­se o zväč­šo­va­nie ob­je­mu ulo­že­ných dát, kto­ré čip mô­že ob­sa­ho­vať. To­to je poh­ľad kon­co­vé­ho zá­kaz­ní­ka, ale vý­rob­ca sa za­me­ria­va hlav­ne na kon­ku­ren­cies­chop­nosť pro­duk­tu a vý­rob­né nák­la­dy.

Nap­rík­lad pre­chod z 25 nm pro­ce­su na 20 nm je zmen­še­nie o 20 %, čo zna­me­ná, že na kru­ho­vom wafe­ri s prie­me­rom 300 mm mô­že­te na­mies­to 371 či­pov s ka­pa­ci­tou 8 GB (2,9 TB) vy­tvo­riť až 537 či­pov (4,19 TB). Ak vý­rob­ná ce­na wafe­ra zos­ta­ne rov­na­ká, kon­ku­rent pou­ží­va­jú­ci niž­ší vý­rob­ný pro­ces by váš pod­nik za­krát­ko za­du­pal do ze­me. Nap­rík­lad pri ce­ne 3000 do­lá­rov za wafer by ho to­tiž je­den čip stál prib­liž­ne 5 do­lá­rov, za­tiaľ čo váš 8 USD. Mo­hol by si te­da do­vo­liť pre­dá­vať rov­na­ko veľ­ké ka­pa­ci­ty ako vy za niž­šie ce­ny (čo je zried­ka­vé) ale­bo väč­šie ka­pa­ci­ty za rov­na­kú ce­nu (čo je, nao­pak, čas­té).

Útok na stá­le men­šie roz­me­ry a lac­nej­šiu vý­ro­bu je ne­vyh­nut­ný, ale zmen­šo­vať vý­rob­ný pro­ces sa ne­dá do­ne­ko­neč­na. Kaž­dý krok o úro­veň niž­šie pri­ná­ša no­vé tech­no­lo­gic­ké vý­zvy, kto­ré tre­ba pre­ko­nať. To mô­že byť čo­raz ná­roč­nej­šie a v ur­či­tom mo­men­te pri za­cho­va­ní rov­na­kých prin­cí­pov aj ne­mož­né. Pri men­ších roz­me­roch to­tiž za­čí­na­jú hrať hlav­nú ro­lu rôz­ne fy­zi­kál­ne ja­vy, kto­rých efekt bol na vy­šších roz­me­roch ne­pod­stat­ný. Na ilus­trá­ciu tej­to si­tuácie si pred­stav­te, že sa v le­te roz­beh­ne­te do ryb­ní­ka.

Aj keď vy bu­de­te tak­mer okam­ži­te po pás vo vo­de, pri bliž­šom poh­ľa­de na hla­di­nu zis­tí­te, že rôz­ny ma­lý hmyz po nej do­ká­že krá­čať. Nie je to pre­to, že by preň pla­ti­li iné fy­zi­kál­ne zá­ko­ny, ale pre­to, že pri je­ho roz­me­roch a hmot­nos­ti hrá nap­rík­lad povr­cho­vé na­pä­tie vod­nej hla­di­ny vý­znam­nú ro­lu, za­tiaľ čo pri vás nu­lo­vú. Po­dob­né je to aj v prí­pa­de čo­raz men­ších tran­zis­to­rov.

Architektura.png

Ar­chi­tek­tú­ra pla­nár­ne­ho NAND flash: v hor­nej čas­ti elek­tric­ká sché­ma, v dol­nej čas­ti zjed­no­du­še­ný nák­res fy­zic­kých pr­vkov

Na ilus­trač­nom ob­ráz­ku si mô­že­te po­zrieť sche­ma­tic­ký nák­res zá­stu­pu pla­nár­nych tran­zis­to­rov s plá­va­jú­cim hrad­lom. Všim­ni­te si, že kaž­dý sa skla­dá z hor­né­ho ria­dia­ce­ho hrad­la (si­vá far­ba) a od­izo­lo­va­né­ho plá­va­jú­ce­ho hrad­la (ze­le­ná far­ba). Pod ni­mi je kre­mí­ko­vý substrát, kto­rým po zop­nu­tí ob­vo­du me­dzi dvo­ma elek­tró­da­mi te­čie elek­tric­ký prúd. To, akú bi­nár­nu hod­no­tu tran­zis­to­ry ma­jú, ur­ču­je stav ich plá­va­jú­ce­ho hrad­la. Ak je plá­va­jú­ce hrad­lo pl­né (na­bi­té), tran­zis­tor rep­re­zen­tu­je stav 0, ak je hrad­lo práz­dne (vy­bi­té), tran­zis­tor má hod­no­tu 1.

Vzhľa­dom na to, že je plá­va­jú­ce hrad­lo od­izo­lo­va­né, svoj stav si za­cho­vá­va, a tak pa­mäť NAND flash mož­no pou­žiť ako dl­ho­do­bé úlo­žis­ko dát (bez nut­nos­ti neus­tá­le­ho na­pá­ja­nia, ako je to pri RAM). Ria­dia­ce hrad­lo na vr­chu tran­zis­to­ra je pri­po­je­né vo­di­čom na tzv. Word Li­ne, čo mô­že­te vi­dieť v elek­tric­kej sché­me v hor­nej čas­ti ob­ráz­ka. Pri­ve­de­ním veľ­ké­ho na­pä­tia (20 V) na hor­né ria­dia­ce hrad­lo sa spod­né plá­va­jú­ce hrad­lo na­bi­je aj na­priek to­mu, že je kom­plet­ne od­izo­lo­va­né. To je mož­né vďa­ka špe­ci­fic­ké­mu efek­tu, ozna­čo­va­né­mu ako kvan­to­vé tu­ne­lo­va­nie, pri kto­rom sa elek­tró­ny pre­sú­va­jú zo spod­né­ho kre­mí­ko­vé­ho substrá­tu do plá­va­jú­ce­ho hrad­la cez zdan­li­vo nep­re­ko­na­teľ­nú pre­káž­ku.

Pod vply­vom na­pä­tia to­tiž ba­rié­rou za­čne pre­chá­dzať prav­de­po­dob­nos­tná vl­na elek­tró­nu, a ho­ci elek­trón ne­má dos­ta­tok ener­gie, aby sa cez izo­lant pret­la­čil, exis­tu­je prav­de­po­dob­nosť, že sa ob­ja­ví v tej čas­ti vl­ny, kto­rá je už na dru­hej stra­ne pre­káž­ky. Elek­tró­ny sa te­da pre­tu­ne­lo­vá­va­jú cez izo­lant a pre­chá­dza­jú do plá­va­jú­ce­ho hrad­la. Po od­strá­ne­ní na­pä­tia v ňom zos­tá­va­jú uväz­ne­né a bez­peč­ne od­izo­lo­va­né od oko­lia. Plá­va­jú­ce hrad­lo je na­bi­té a rep­re­zen­tu­je stav 0. Pri vy­bi­tí do sta­vu 1 sa na­pä­tie 20 V ap­li­ku­je z opač­nej stra­ny pros­tred­níc­tvom elek­tród, čím elek­tró­ny z plá­va­jú­ce­ho hrad­la prej­dú tu­ne­lo­va­ním do kre­mí­ko­vé­ho substrá­tu.

Ak chce­te po­čet tran­zis­to­rov zvý­šiť bez to­ho, aby ste zvý­ši­li ob­sa­de­nú plo­chu, tre­ba ich jed­not­li­vé pr­vky zmen­šiť. Zmen­ší sa te­da ria­dia­ce aj plá­va­jú­ce hrad­lo a ce­lé tran­zis­to­ry sa na­tis­nú bliž­šie k se­be. Na sche­ma­tic­kom ob­ráz­ku si mô­že­te všim­núť, že mies­to sa šet­rí nap­rík­lad aj tým, že tran­zis­to­ry sú za­po­je­né sé­rio­vo (v praxi oby­čaj­ne po 32 ku­soch). Spod­né elek­tró­dy sú tak pre kaž­dú sé­riu spo­loč­né, a ak sa ob­vod zop­ne, na hod­no­tu 1 sa nas­ta­via všet­ky tran­zis­to­ry v blo­ku. Tie, čo ma­jú mať hod­no­tu 0, sa do­da­toč­ne zme­nia pri­ve­de­ním na­pä­tia na ria­dia­ce hrad­lo, kto­ré má kaž­dý tran­zis­tor vlas­tné. Ide o špe­ci­fi­kum NAND flash, kto­ré sa pou­ží­va­jú v dis­koch SSD, kľú­čoch USB a pa­mä­ťo­vých kar­tách.

Vďa­ka ta­ké­mu­to za­po­je­niu mô­žu byť tran­zis­to­ry veľ­mi ma­lé a veľ­mi blíz­ko se­ba. Čo sa však mys­lí tým, že sa vý­rob­ný pro­ces zmen­ší nap­rík­lad z 25 nm na 20 nm? Ide o tzv. half-pitch, čo je po­lo­vi­ca vzdia­le­nos­ti me­dzi dvo­ma iden­tic­ký­mi pr­vka­mi ob­vo­du. V na­šom prí­pa­de s NAND flash je cel­ko­vý pitch vzdia­le­nosť od za­čiat­ku jed­né­ho tran­zis­to­ra po za­čia­tok ďal­šie­ho. Ide te­da o roz­mer jed­né­ho tran­zis­to­ra sčí­ta­ný s me­dze­rou k ďal­šie­mu. Ak je ten­to roz­mer 32 nm, ide o 16 nm vý­rob­ný pro­ces (16 nm half-pitch). Pri niek­to­rých sním­kach z mik­ros­ko­pov to zvá­dza po­ve­dať, že ide vlas­tne aj o roz­mer sa­mot­ných tran­zis­to­rov. Čas­to sa to­tiž zdá, že me­dze­ra a tran­zis­tor sú po­dob­nej veľ­kos­ti. To sa však ne­mu­sí vždy dodr­žať, a pre­to vý­rob­ný pro­ces ur­ču­je prá­ve po­lo­vi­ca ich spo­loč­né­ho roz­me­ru.

Na to, aby bo­lo mož­né vy­rá­bať čo­raz men­šie tran­zis­to­ry, je ne­vyh­nut­ný neus­tá­ly pok­rok v op­tic­kej li­tog­ra­fii (fo­to­li­tog­ra­fii). Ide o pro­ces, kto­rý sa pou­ží­va na vy­tvo­re­nie či­pov na kre­mí­ko­vom wafe­ri. V zjed­no­du­še­nom po­da­ní sa na mi­mo­riad­ne čis­tú a rov­nú kre­mí­ko­vú dos­ku na­ne­sie na­no­met­ro­vá vrstva che­mic­ké­ho fo­to­re­zis­tu, do kto­ré­ho sa po­mo­cou la­se­ro­vé­ho lú­ča pre­ne­sie (vy­ry­je či skôr vy­pá­li) mo­tív z fo­to­mas­ky, te­da aké­ho­si plá­ni­ka ob­vo­dov. Pri zlo­ži­tých či­poch sa ce­lý pro­ces opa­ku­je s rôz­nym fo­to­re­zis­tom aj nie­koľ­ko de­sia­tok krát, čím sa vy­bu­du­jú jed­not­li­vé tran­zis­to­ry. Schop­nosť stro­jov vy­pá­liť de­tail­né pr­vky však nie je ani zďa­le­ka je­di­ný fak­tor, kto­rý pok­rok z hľa­dis­ka zmen­šo­va­nia umož­ňu­je.

Ak to­tiž jed­no­du­cho len vy­ro­bí­te men­ší tran­zis­tor, ne­mu­sí vô­bec fun­go­vať. Vez­mi­te si nap­rík­lad va­šu hru­bú zim­nú bun­du, kto­rá za­be­rá znač­nú časť skri­ne. Ak jej vy­pcháv­ky zú­ži­te na po­lo­vi­cu, mies­to ušet­rí­te, ale prob­lém ucí­ti­te v mo­men­te, keď v nej v mra­ze vy­jde­te von. Bun­da už ne­bu­de izo­lo­vať tak ako pred­tým. Ta­kis­to ak pri zmen­še­ní tran­zis­to­ra dôj­de k zmen­še­niu je­ho elek­tric­kých izo­lač­ných vrs­tiev, pres­ta­nú pl­niť svo­ju úlo­hu. Aby ste prob­lém vy­rie­ši­li, mu­sí­te náj­sť iný ma­te­riál na izo­lant, kto­rý do­ká­že izo­lo­vať pri da­nej ten­kos­ti rov­na­ko dob­re ako pred­chá­dza­jú­ci ma­te­riál pri väč­šej hrúb­ke. Je­ho ap­li­ko­va­nie však mô­že byť ove­ľa ná­roč­nej­šie ako v prí­pa­de pred­chá­dza­jú­ce­ho ma­te­riá­lu, a tak mu­sí­te če­liť no­vým a dov­te­dy nez­ná­mym prob­lé­mom.

TEM.jpg

Sním­ky z tran­smis­né­ho elek­tró­no­vé­ho mik­ros­ko­pu na 25 nm NAND flash In­te­lu (ho­re) a na 16 nm NAND flash SK Hy­nix so vzdu­cho­vý­mi me­dze­ra­mi v pozdĺžnom a prieč­nom na vy­tvo­re­nie dob­rej pred­sta­vy o po­lo­he jed­not­li­vých kom­po­nen­tov

To však nie je všet­ko. Na ob­ráz­ku z tran­smis­né­ho elek­tró­no­vé­ho mik­ros­ko­pu mô­že­te vi­dieť, ako vy­ze­ra­jú reál­ne tran­zis­to­ry NAND flash. Všim­ni­te si naj­mä to, že op­ro­ti sche­ma­tic­ké­mu ob­ráz­ku s plo­chý­mi doš­tič­ka­mi je v sku­toč­nos­ti mi­nia­túr­ne plá­va­jú­ce hrad­lo izo­lan­tom a ria­dia­cim hrad­lom omo­ta­né. Je to z dô­vo­du, aby ho ria­dia­ce hrad­lo moh­lo ov­plyv­niť. So zmen­šu­jú­ci­mi sa roz­mer­mi jed­not­li­vých čas­tí sa to­tiž zmen­šu­je aj kon­tak­tná plo­cha a pod kri­tic­kou hra­ni­cou je už prob­lém bun­ku ov­lá­dať. Tran­zis­to­ry sú zá­ro­veň čo­raz bliž­šie k se­be a hro­zí to, že sa su­se­dia­ce plá­va­jú­ce hrad­lá za­čnú ov­plyv­ňo­vať a svo­je hod­no­ty na­pä­tia pá­ro­vať.

To je veľ­mi ne­žia­du­ce naj­mä vte­dy, keď na prek­lo­pe­nie dá­to­vej hod­no­ty sta­čí aj ma­lá zme­na. Na za­čiat­ku člán­ku sme spo­me­nu­li, že hus­to­ta za­pí­sa­ných dát v pa­mä­tiach NAND flash stú­pa­la v mi­nu­los­ti rých­lej­šie, ako sa na zá­kla­de Moo­rov­ho zá­ko­na da­lo oča­ká­vať. Spô­so­bi­la to špe­ciál­na me­tó­da via­cú­rov­ňo­vé­ho zá­pi­su, ozna­čo­va­ná ako MLC (mul­ti le­vel cell - via­cú­rov­ňo­vé pa­mä­ťo­vé bun­ky). Tá­to me­tó­da, kto­rú pou­ží­va dr­vi­vá väč­ši­na dis­kov SSD, umož­ňu­je cit­li­vej­šiu prá­cu s tran­zis­tor­mi a na­mies­to sta­vu vy­bi­tý/na­bi­tý (v praxi asi 2,5 V ver­zus 5,5 V) sa plá­va­jú­ce hrad­lo na­bí­ja na viac úrov­ní. Na­mies­to dvoch sta­vov (1 a 0) tak tran­zis­tor mô­že mať šty­ri sta­vy (11, 01, 10, 00), kto­ré sú rep­re­zen­to­va­né na­pä­tím prib­liž­ne 2, 3,7, 4,5 a 5 vol­tov.

Pri čí­ta­ní pre­to tre­ba cit­li­vej­šie me­rať pra­ho­vé na­pä­tie, aby sa pres­ne ur­čil ich stav. Bez nut­nos­ti zmen­še­nia tak NAND flash dos­ta­la ako­by dvoj­ná­so­bok tran­zis­to­rov na plo­chu. Da­ňou za to je väč­šia ná­chyl­nosť na chy­bu. Sta­čí to­tiž men­ší po­sun na­pä­tia a tran­zis­tor, res­pek­tí­ve pa­mä­ťo­vá bun­ka, zme­ní svo­ju hod­no­tu. Vý­rob­co­via pri niek­to­rých mo­de­loch dis­kov za­šli eš­te ďa­lej a pou­ží­va­jú tro­jú­rov­ňo­vé rie­še­nie s ôs­mi­mi stav­mi (ozna­čo­va­né aj ako TLC) a pri pa­mä­ťo­vých kar­tách sa dá na­ra­ziť aj na štvo­rú­rov­ňo­vé rie­še­nie so šes­tnás­ti­mi stav­mi. Je jas­né, že pri nich sú už de­tai­ly me­dzi jed­not­li­vý­mi na­pä­tia­mi veľ­mi ma­lé. Tým si vý­rob­co­via vy­ko­pa­li ja­mu, do kto­rej pa­da­jú pri niž­ších vý­rob­ných pro­ce­soch.

Ok­rem mož­nos­ti ov­plyv­ne­nia su­sed­ný­mi tran­zis­tor­mi to­tiž stá­le kle­sá aj po­čet elek­tró­nov ulo­že­ných v čo­raz men­šom plá­va­jú­com hrad­le. Len čo ich je už iba hŕstka, aj jem­ná šta­tis­tic­ká fluk­tuácia má za nás­le­dok to, že dá­ta sa zme­nia. Ak chce te­da vý­rob­ca tran­zis­to­ry eš­te zmen­šiť, mu­sí nap­rík­lad štvo­rú­rov­ňo­vé či do­kon­ca aj tro­jú­rov­ňo­vé uk­la­da­nie ože­lieť, čím sa však vý­ho­da niž­šie­ho pro­ce­su anu­lu­je (v ur­či­tom mo­men­te je to­tiž eko­no­mic­ky vý­hod­nej­šie zos­tať na väč­šom vý­rob­nom pro­ce­se s tro­jú­rov­ňo­vý­mi tran­zis­tor­mi ako prejsť na niž­ší pro­ces, kde sa dá bez­peč­ne pou­žiť len jed­no- a dvo­jú­rov­ňo­vé rie­še­nie).

Exis­tu­je ces­ta von?

Prav­da je, že pro­ces zmen­šo­va­nia NAND flash sa do­po­siaľ da­ril, aj keď neš­lo o ľah­kú úlo­hu. Kaž­dé kon­šta­to­va­nie, že ko­niec je už za dve­ra­mi, by sa eda ma­lo brať s ur­či­tou skep­sou. Ako dob­rý prík­lad mô­že slú­žiť kon­fe­ren­cia In­tel De­ve­lo­per Fo­rum (IDF) z ro­ku 2003, na kto­rej sa In­tel pre­zen­to­val štú­diou o tom, že NAND flash ne­do­ká­že po­ko­riť hra­ni­cu 60 nm. Sku­toč­nosť bo­la ta­ká, že pos­tu­pom ro­kov aj sám In­tel vy­vi­nul 50, 35, 25 a aj 20 nm vý­rob­ný pro­ces tých­to pa­mä­tí. Pro­ces zmen­šo­va­nia NAND flash však ne­vyh­nut­ne na­ra­zí na hra­ni­cu. No za­tiaľ nik­to ne­vie, ke­dy to nao­zaj bu­de. Prie­lo­my vo vý­sku­me po­lo­vo­di­čov sa skrát­ka ne­da­jú pres­ne pred­po­ve­dať. Prst sa však va­rov­ne zdví­ha pri prib­li­žo­va­ní k 10 nm hra­ni­ci prak­tic­ky od­jak­ži­va a NAND flash nie je vý­nim­ka.

To, ako si SK Hy­nix po­ra­dil so 16 nm pro­ce­som, vi­dieť na ob­ráz­koch z elek­tró­no­vé­ho mik­ros­ko­pu. Ako pr­vý ho prá­ve za­vá­dza do sé­rio­vej vý­ro­by, vy­užil pri tom tech­no­ló­giu vzdu­cho­vých me­dzier. Po­kiaľ si na­lis­tu­je­te náš star­ší člá­nok o vý­vo­ji NAND flash z ro­ku 2012, v kto­rom sme uká­za­li vý­vo­jo­vý pro­to­typ tej­to pa­mä­te, mô­že­te vi­dieť, o koľ­ko vy­spe­lej­šie do­kon­če­ný pro­ces pô­so­bí. Aby sa za­me­dzi­lo vzá­jom­né ov­plyv­ňo­va­nie tran­zis­to­rov, vy­tvo­ril SK Hy­nix (a v pro­to­ty­poch aj ďal­ší vý­rob­co­via) pro­ces na tvor­bu bub­lín, či skôr zlo­mov v ma­te­riá­li, kde kre­mík chý­ba. Tre­ba pri­tom my­slieť na to, v akej pres­nos­ti sa da­né tran­zis­to­ry a bub­li­ny mu­sia vy­rá­bať. Vo štvor­ci s roz­me­rom je­den mi­li­me­ter je ich nat­la­če­ných nie­koľ­ko mi­liárd.

V sú­čas­nos­ti niek­to­rí vý­vo­já­ri (napr. Sam­sung) vi­dia si­tuáciu tak, že ak­tuál­ne tech­no­ló­gie pla­nár­nych tran­zis­to­rov NAND flash skon­čia pri 16 nm. Iní, ako nap­rík­lad San­Disk, ve­ria, že zvlád­nu eš­te aj pre­chod na 14/12 nm v ro­ku 2015 a no­vá tech­no­ló­gia prí­de na rad v ro­ku 2016. Mož­no však na­ko­niec bu­de všet­ko inak a vý­voj sa po­da­rí ťa­hať až k 10 nm či do­kon­ca eš­te ďa­lej. Zmen­šo­va­nie NAND pod 16 nm však ne­mu­sí na­ra­ziť len na strik­tne tech­no­lo­gic­kú, ale aj na eko­no­mic­kú hra­ni­cu. So stú­pa­jú­cou ná­roč­nos­ťou vzni­ka­jú­cich prob­lé­mov to­tiž na­ras­tá aj ob­jem fi­nan­cií, kto­ré tre­ba do vý­sku­mu in­ves­to­vať, a pre­ko­na­nie niek­to­rých pre­ká­žok už mô­že byť tech­no­lo­gic­ky ta­ké ná­roč­né, že sa to vý­rob­co­vi jed­no­du­cho ne­vyp­la­tí. Vý­voj sa nás­led­kom to­ho mô­že vý­raz­ne spo­ma­liť a pre­chod na niž­ší vý­rob­ný pro­ces mô­že zra­zu tr­vať dvak­rát až trik­rát toľ­ko ako v mi­nu­los­ti.

Vizualizacia.png



« prvá strana « predchádzajúca strana ďalšia strana » posledná strana »  

 
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

Re­cen­zia: So­ny XPE­RIA M4 Aqua
Lákadlom nového modelu predstaveného na MWC je nielen jeho deklarovaná odolnosť proti vode a prachu, ale aj atraktívny, elegantný prémiový dizajn, interne nazývaný OmniBalance, ktorý sa Sony osvedčil vo vlajkovom modeli Xperia Z3. čítať »
 
Re­cen­zia: In­tel Com­pu­te Stick - po­čí­tač do vrec­ka
Kompletný počítač v puzdre o niečo väčšom ako bežný kľúč USB od Intelu je jeden z prvých predstaviteľov novej kategórie výpočtových zariadení. čítať »
 
PC RE­VUE vi­deo: Sam­sung Gear VR In­no­va­tor Edi­tion
Otestovali sme okuliare pre virtuálnu realitu využívajúce telefóny Samsung Galaxy S6 a S6 edge. čítať »
 
PowerI­SO
Dlho sme hľadali univerzálny nástroj, ktorý by zvládol všetky operácie s obrazmi CD, DVD alebo Blu-ray. čítať »
 
Aomei Par­ti­tion As­sis­tant Pro
Každý IT nadšenec iste už raz prišiel do styku s partíciami na diskoch a potrebou ich úpravy či opravy. čítať »
 
Vi­deo: Prih­lá­se­nie do inter­net ban­kin­gu od­tlač­kom prs­ta
UniCredit Bank pre svojich klientov pripravil zaujímavé novinky v mobilnom bankovníctve. Vďaka využitiu najnovších funkcií inteligentných telefónov sa do mobilných aplikácií Smart Banking a Smart kľúč môžu prihlásiť jednoduchým zosnímaním odtlačku prsta. čítať »
 
Re­cen­zia: Har­man/Kar­don OM­NI
Zvukový systém OMNI je na prvý pohľad ďalší z radu reproduktorov, ktoré majú bezdrôtový prenos a možnosť párovania medzi sebou. čítať »
 
Re­cen­zia: GoP­ro He­ro 4
Spoločnosť GoPro prišla koncom minulého roka s ďalšou generáciou obľúbeného modelu športovej kamery s označením Hero 4. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter