Samsung begint productie 1xnm-tlc-flashgeheugen van 128Gbit

Samsung is begonnen met de massaproductie van tlc-geheugenchips met een capaciteit van 128 gigabit volgens een 1x nanometer-procedé. Het tlc-geheugen kan drie bits per geheugencel opslaan, wat hogere dichtheden oplevert.

Samsung produceerde al langere tijd 1xnm-flashchips met triple level cells, kortweg tlc-nand, maar die chips hadden een capaciteit van 64 gigabit. Die capaciteit is nu verdubbeld tot 128 gigabit, waarmee de chips volgens Samsung de hoogste datadichtheid halen. In elke geheugencel kunnen drie bits worden opgeslagen; bij het gangbaardere mlc-geheugen zijn dat twee bits per cel, terwijl in slc-geheugen slechts een enkele bit in elke cel wordt opgeslagen.

De nieuwe chips worden op 10 tot 19 nanometer geproduceerd; Samsung is over het algemeen terughoudend met exacte informatie over nodes. Waarschijnlijk gaat het om 16nm-geheugen. Het tlc-geheugen dat in Samsungs 840-serie ssd's wordt gebruikt, wordt op 21nm geproduceerd.

Samsung wil de 128Gbit-tlc-chips in diverse producten gaan gebruiken. Zo moeten de chips onder meer in solid state drives gebruikt gaan worden, maar het flashgeheugen kan ook in embedded flash voor tablets, smartphones en geheugenkaartjes gebruikt worden. Volgens Samsung zijn de 128Gbit-chips voorzien van een toggle-mode ddr 2-interface, die snelheden tot 400Mbit/s mogelijk zou maken.

Over de levensduur van de chips is nog niets bekend, maar het nieuwe tlc-geheugen zou wellicht minder programmeer- en wiscycli kunnen doorstaan dan huidige mlc- en tlc-chips. Naarmate het procedé van nand-cellen kleiner wordt, kunnen de geheugencellen minder van dergelijke p/e-cycli doorstaan. Een goede controller en firmware die daar rekening mee houden, kunnen de levensduur echter optimaliseren.

Reacties (33)

[Mathragh]

Voor mensen nieuwschierig naar de levensduur van SSD gebaseerd op huidige TLC chips van samsung, er loopt op het moment een interessant experiment bij http://nl.hardware.info/r...-tlc-ssd-update-10-4-2013.

Ze schrijven hier al ruim anderhalve week data naar de 250GB versie van de 840, waarbij ze inmiddels al een levenduur hebben behaald die gelijk staat aan ruim 30 jaar "normaal" gebruik.

Ik denk dat het daarom ook wel veilig is om te zeggen dat zelfs de huidige generatie TLC chips ruimschoots voldoende rek hebben om het voor practisch iedereen lang genoeg uit te houden.

[_l_Arjan_l_]

De levensduur van Flash geheugen is beperkt omdat de threshold spanningen veranderen. Er is en groot verband tussen het aantal lees/schrijf acties en deze threshold spanning. Dat wordt met deze test onderzocht.
Ik herinner me dat ik vroeger op college geleerd heb dat bv temperatuurvariaties en tijd (elektronen die uit de gate ontsnappen of migreren, temperatuurvariaties) ook deze threshold spaning kan veranderen. Weet iemand toevallig hoe groot deze impact is?

[victor.van.acht]

Een flash geheugen werkt door de threshold spanning van een transistor te veranderen door lading (elektronen) op een floating gate te 'schieten'. Een flash geheugen verslijt doordat de isolatie rondom die floating gate verslechtert naarnate er meer elektronen door heen zijn 'geschoten' (bij iedere wis en programmeer aktie). Bij slechte isolatie lekken de elektronen op de floating gate sneller weg. (Het tempo van weglekken is in de orde van 1 elektron per dag.) En is de informatie in het geheugen dus eerder weggelekt.

Flash geheugens hebben typisch een gegarandeerde retentie van 10 jaar. Dat wil dus zeggen dat er na 10 jaar 'slechts enkele' elektronen door de lekkende isolatie zijn weggevloeid, zodanig dat het threshold niveau dat in de transistor was geprogrammeerd nauwelijks beinvloed is.

Nu zijn de volgende parameters van belang:
- Hoeveel mag het threshold niveau dalen? Dat is afhankelijk van hoeveel bits in 1 transistor worden opgeslagen. Als er maar 1 niveau is mag er meer weg lekken dan wanneer je 8 verschillende niveaus (3 bits) moet kunnen onderscheiden.
- Hoe snel lekken de elektronen door de isolatie heen? Dat is dus afhankelijk van hoeveel program/erase cycles een transistor te verduren heeft gehad.
- Hoe lang wil je dat de data betrouwbaar opgeslagen blijft? Voor normaal gebruik is dat dus 10 jaar.

Waar ik eerder op doelde is dat de gewenste retentie voor de endurance tests op die websites maar enkele uren of hooguit enkele dagen is. En dat wil dus zeggen dat die tests zinloos zijn. Je moet die SSD echt gedurende een paar maanden in een klimaatkamer leggen op een verhoogde temperatuur, en daarna kijken of de data nog betrouwbaar terug te lezen is.
De resultaten uit de tests op die websites zijn echt veel, veel, veel te optimistisch!

[arnoud_h]

De data retentie van de meeste consumenten SSDs is 1 minimaal 1 jaar. En dit moet het geval zijn tijdens de hele rated write cycles lifetime van de drive.

Als je voor een Samsung 840 SSD bijvoorbeeld over de 1000 P/E cycles gaat zal de drive nog prima kunnen werken maar de data retentie kan terug lopen.

Bij normaal gebruik zul je de eerste 10,20 jaar de 1000 P/E cycles niet halen, dus een redelijke non-issue.

[victor.van.acht]

Totaal zinloos experiment.

Het probleem bij flash geheugens is namelijk dat de gegarandeerde retentie-tijd (normaal gesproken 10 jaar) terug loopt bij herhaaldelijk wissen/ herschrijven. Dus een blok naar de SSD schrijven en even later weer terug lezen zal altijd werken: de lading op de floating gate van de transistor heeft niet de tijd gehad om weg te lekken. Je zult gewoon echt op z'n minst een paar maanden moeten wachten in een klimaatkamer op verhoogde temperatuur.
En tussendoor niet lezen om te kijken of er al bitjes zijn omgevallen, want het zou zo maar kunnen dat tijdens dat lees-proces, de data even wordt 'gerefreshed'.

(Nog afgezien van het feit dat de error correctie in de controller alle fouten verduistert voor de eindgebruiker, en je het dus alleen ziet als het ECHT mis is.....)

[MadMike261]

Mensen op Xtremesystems.org zijn hier al meer dan 2 jaar mee bezig. In deze thread
Zo hebben ze al meerderen PB weg geschreven naar een samsung 830 256GB.

Hoewel daar voornamelijk MLC drives zijn/worden getest bewijzen ze wel dat zelfs TLC drives met hun lagere theoretische levensduur meer dan voldoende moeten zijn voor de meeste consumenten.
Mensen lopen wel te klagen over maar 3 jaar garantie, maar er zijn zat producten waarvan men ook prima weet dat ze lang na de garantie blijven werken. Gewone HDD's zitten dacht ik vaak ook op 3 jaar, en daarbij verwachten de meeste mensen deze ook langer als 3 jaar te gebruiken. Zelfde voor dingen als moederborden, voedingen, etc.

Daarnaast blijft het zo dat SSD in de praktijk vaak "random" sterven en niet omdat de drive in read-only gaat omdat het limiet is bereikt.

In een fimpje van Pure Storage vermelden zij dat de drives die zij opgestuurd krijgen van klanten eigenlijk alleen maar om andere redenen sterven dan omdat het limiet van de SSD's is bereikt. En zij leveren enterprise storage op alleen consumenten MLC drives (samsung 830 met aangepaste firmware) die zij direct van samsung afnemen. Schuilt misschien wat marketing achter, maar de Xtremesystems thread en andere plaatsen op het internet vermelden gelijkwaardige bevindingen.

Edit: typo

[Reactie gewijzigd door MadMike261 op 22 juli 2024 13:38]

[victor.van.acht]

Zie mijn opmerking hierboven: Zulke tests zijn totaal onbetrouwbaar en geven een veel te optimische schatting van de betrouwbaarheid van een SSD. Het gaat er om of je data na 10 jaar nog steeds leesbaar is. Niet of je de data 2 uur later nog betrouwbaar kunt teruglezen, want dat is wat typisch in dat soort tests gebeurt. (Of erger nog: 2 milliseconden later! Write &verify acties)

[arnoud_h]

Geen enkele SSD zal 10 jaar data retentie kunnen garanderen.

Zo lang je in de rated program/erase cycles blijft (wat bij normaal gebruik geen issue is) garanderen alle consumenten SSD fabrikanten gebruikelijk 1 jaar data retentie. Daarna zijn 'all bets off'...

[bjp]

ter info... de statische data wordt ook hier en daar opnieuw geschreven... om wear leveling te doen...

dus ja als je de SSD gebruikt en ook maar hier en daar iets op schrijft, zal jouw statische data ook af en toe herschreven worden... (wegens wear leveling).

Dus ja de data hoeft niet echt 10 jaar leesbaar te blijven... En zolang je de 1000 cycli niet haalt, heb je 10 jaar leesbaarheid. Enkel daarna kan het minder zijn.

Ik bevestig: bij mijn vrienden zijn SSD problemen eerder: niet te goede ondersteuning door OS of moederbord, of gewoon de schijf die niet meer bij boot opkomt. Andere problemen dan 'opgebruikte' flash cellen.

[Master_duck]

1 chip 16GB a 50MB/s een disk van 128GB heeft 8 chips
Dan haal je daar een snelhied mee van 400MB/s. (256GB 800MB/s)
In theorie dan. Of zie ik dit verkeert?

Ik denk hiermee grotere SSD a 500GB tot 1TB betaalbaar gaan worden.
Nu is dus 256GB al betaalbaar voor een consument, dan heb je voor dat geld binnen een jaar een 500GB versie.

[mux]

Eén die (stuk silicium) heeft een theoretische maximumdoorvoersnelheid van 50MB/s met ONFi 3.0, maar er zit vaak meer dan één die in een package, en al die dies worden om en om aangesproken. Er zitten vaak 2, 3 of 4 dies in een package, dus een 128GB SSD kan zo weinig als 2 chips gebruiken en dus in het slechtste geval een maximum-doorvoersnelheid van 100MB/s hebben.

Hier bestaan ook weer oplossingen voor (dual channel chips, dus 100MB/s per chip) maar het is dus niet zo'n heel duidelijk rekensommetje. Ligt eraan wat de SSD-maker doet.

[_Thanatos_]

En daarom kunnen er dit soort schijven bestaan. Knetterduur, maar toch mogelijk.

Ik vraag me dan trouwens wel af hoe er met die 50MB/s in godsnaam SD-kaarten kunnen bestaan die meer beloven.

[Reactie gewijzigd door _Thanatos_ op 22 juli 2024 13:38]

[vancha]

Drie jaar is toch wel een erg korte levensduur voor een ssd hoor.
In smartphones, die doorgaans ongeveer zo'n twee jaar meegaan, zie ik dit dan wel weer gebruikt worden. Snel geheugen, en misschien zien we het op korte termijn in enkele budget ssd's terugkomen.

[TheGhostInc]

Drie jaar is toch wel een erg korte levensduur voor een ssd hoor.

Het ligt er vooral aan wat het kost en wat je er mee doet. Op een brood krijg ik ook maar een paar dagen garantie .

Het aardige is natuurlijk dat als je SSD de helft kost, maar daardoor de helft zo lang mee gaat dat dat voor >90% van het gebruik gewoon genoeg is, het een prima oplossing is. Wat de SSD bouwers echter vooral doen is dan de SSD gewoon 2x zo groot maken, hierdoor kun je bij dezelfde 'GB per dag' belasting dezelfde levensduur halen, maar wel met het dubbele aan opslagcapaciteit.

Als tweakers zijn we nog weleens geneigd de 'technisch superieure' oplossing te willen, terwijl dat misschien wel helemaal niet interessant is. Ergens zou ik het wel grappig vinden om een SSD een keer echt 'op' te maken, in plaats van een trage SSD die nog helemaal goed is maar ergens in te bouwen 'om er nog maar iets mee te doen'.

[_Thanatos_]

Nee, dat ligt er helemaal niet aan wat je ermee doet. Bij normaal gebruik moet een SSD gewoon 10 jaar mee kunnen. Dat heeft niets met garantie te maken, die kan nog steeds 3 jaar zijn, maar hij moet gewoon 10 jaar kunnen blijven werken. Als het een vervanger van de HDD moet voorstellen, moet ie ook de levensduur van de HDD kunnen evenaren.

[watercoolertje]

Als die 10 jaar mee moet moeten er dus 3x zo veel chips in komen en is het product 3x zo duur...

Dat wil jij misschien, maar ik wil dus wel 1 die maar 3x zo kort mee gaat dan die 10 jaar en daardoor ook 3x zo goedkoop is! Dan kan ik dus mooi elke 3 jaar een nieuwe kopen die veel sneller is en veel meer opslag heeft voor dezelfde prijs...

Heb ik na 10 jaar mooi 1 SSD van 3TB en 10GB/s lezen/schrijven (en nog 1 over uit de eerste 3 jaar, en 1 uit de 2de 3 jaar die al 1.5TB is met 5GB/s lezen/schrijven) en heb jij nog een 512GB die 500MB/s lezen/schrijven en dat terwijl we dezelfde kosten hebben gehad. Enige waarvoor jouw investering beter is is het millieu misschien (en zelfs dat betwijfel ik want misschien worden de technieken wel schoner met de tijd).

Daarbij kan je al prima bereiken wat je wilt, stel je partitie maar op 1/3de in van de grote die die maximaal aan kan en je cellen worden 3x zo weinig gebruikt en sleiten 3x zo langzaam...

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 22 juli 2024 13:38]

[_Thanatos_]

Het gaat er niet om dat je em na 10 jaar nog kunt gebruiken, maar wel dat je em na 3 jaar nog kunt doorverkopen of doorschuiven in een oud pc'tje of wat dan ook. Daarbij wil ik niet na 3 jaar een onrealistisch (en onnodig) risico op dataverlies gaan lopen, waardoor ik nog veel meer storage nodig heb voor backups, en eigenlijk na 2 jaar al aan een nieuwe moet gaan denken - 1 jaar voordat ie de geest moet geven. Als je het zo bekijkt, is dat bij een HDD dus 9 jaar - 1 jaar voor einde levensduur.

Je milieu-redenatie gaat ook niet op. Want iets bewaren is ALTIJD schoner dan 2 kapotte producten moeten weggooien, zeker als die twee uit het "minder schone" tijdperk stammen.

[NoBrakes]

De garantie van Samsung is 3 jaar, de levensduur van de SSD zelf is nog niet bekend.
edit, verkeerd gelezen

[Reactie gewijzigd door NoBrakes op 22 juli 2024 13:38]

[milte001]

Ik zou zo'n SSD zonder problemen in mijn laptop zetten. Ik vervang mijn laptop toch wel na 3 jaar. Buiten dat is er over 3 jaar waarschijnlijk wel weer iets nieuws waardoor die SSD waarschijnlijk achterhaald is.

[Majin Buu]

Idd. De snelheid zit wel goed het laatste jaar, leg als fabricant svp de focus op het verlengen vd levensduur bij een nieuw prod.proces...

[Terrestraeon]

Zo denk ik er ook over, met een hdd doe ik toch flink wat meer jaren. Een langere levensduur en hogere betrouwbaarheid lijken me belangrijker dan nog wat extra gigabytjes (waarvoor een extra hdd toch kan invullen) of extra snelheid (die nu toch al razendsnel is)

[Alex86]

Netjes, betekend dit een mooie prijsverlaging in de toekomst? en nog echte snelheidswinst?

[mithe]

Ik denk dat het eerder een netto winst verhoging word voor de bedrijven, en dat wij niet veel prijs verlaging zullen zien.

[_Thanatos_]

Als je de werkelijk producten bekijkt, dan heb je gelijk. Telefoons zullen altijd ongeveer even duur blijven, bij gelijkblijvende kwaliteitsklasse. Maar die telefoons zullen wel steeds meer opslag kunnen gaan bevatten, omdat de prijs-per-GB van dit soort chips toch echt wel lager zal worden.

[watercoolertje]

Inderdaad dus het word tniet perse goedkoper maar je krijgt wel steeds meer voor minder wat op een andere manier wel degelijk als goedkoper uit te leggen is...

Als jij een telefoon met huidige snelheid wilt gebaseerd op techniek van 10 jaar terug is je telefoon 5x zo groot, en 20x zo duur

Met dit soort doorbraken/vorderingen is de consument wel degelijk gebaat!

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 22 juli 2024 13:38]

[418O2]

wat een onwijs tendentieuze opmerking. Prijzen zullen altijd blijven dalen.

[Johnny5]

Behalve als ze stijgen. Dat heeft de HDD markt wel bewezen. Die prijzen zijn nog steeds niet zoals ze waren.

[Grrrrrene]

Tsja, dat kwam ook vooral door een natuurramp. Eind dit jaar komen er _nog_ grotere schijven (tot 7TB is aangekondigd). Die zullen de prijzen vast wel drukken hoor

[418O2]

dat kwam door die ramp. En volgens mij is de prijs/Gb inmiddels een stuk lager dan voor die ramp.

[computerjunky]

daar heb je het mooi mis ssd prijzen zijn de afgelopen 12 maanden NIETS gezakt sterker nog ze zijn licht gestegen en dat terwijl ze allemaal over zijn gegaan op goedkopere en efficientere productie technieken.
de ssd hype is nog steeds niet over en tot die over is zullen ze duur blijven.

[Reactie gewijzigd door computerjunky op 22 juli 2024 13:38]

[carlo]

daar heb je het mooi mis ssd prijzen zijn de afgelopen 12 maanden NIETS gezakt

De opmerking over prijs/Gb die gezakt zou zijn betrof HDD. De SDD markt waar jij het over hebt heeft nauwelijks last gehad van de overstromingen in Thailand die funest was voor de HDD assemblage-bedrijven..

[Manyuken]

Moet dit geen gigabyte zijn??
Want 128 Gigabit is niet echt veel....

[Belgar]

Het is per chip. Een chip maakt geen volledige drive. Je plakt een hoop van deze chips om een SSd te maken.

En 16GB per chip is nog steeds onvoorstelbaar veel. meer dan 40 miljard TLC's op een enkele chip