Los SSD seguirán con memorias TLC: aumento de densidad, velocidad y capas

El mercado de los SSD está casi tan loco este año como el de las tarjetas gráficas. Y es que con todo lo ocurrido con los precios, parece que no se puede hablar de estabilidad en el sector, al menos hasta finales de este 2021 y para muestra un botón: los principales fabricantes de NAND Flash siguen apostando por memorias TLC de nueva hornada y dejan aparcadas sus QLC de nueva generación. ¿Manda la rentabilidad a corto plazo gracias a las nuevas TLC 3D?

De los seis principales fabricantes de NAND Flash 3D del mundo (si contamos a WD como independiente), tres de ellos van a apostar una vez más por las NAND Flash TLC en vez de lanzar nuevas tecnologías basadas en QLC. La gran pregunta en pleno 2021 es, ¿por qué siguen lanzando nuevas versiones de NAND Flas de 3 bits si lo que se busca es aumentar la capacidad y disminuir el coste?

Samsung, SK Hynix y Kioxia tienen nuevas TLC 3D: más densas, más rápidas y con menor latencia

 Samsung 2021Samsung 2019SK HynixKioxia 2021Kioxia 2019Kioxia 2018
Capas12817616212896
Capacidad por die512 Gb512 Gb512 Gb1 Tb512 Gb512 Gb
Tamaño por die en mm2101,58986686
Densidad (Gbit/mm2)8,5510,810,47,85,95
Velocidad de Input y Output2 Gb/s1,2 Gb/s1,6 Gb/s2 Gb/s1,066 Gb/s533 Mb/s
Rendimiento184 MB/s82 MB/s168 MB/s160 MB/s132 MB/s57 MB/s
Latencia de lectura (tR)40 µs45 µs50 µs50 µs56 µs58 µs
Borrado de bloques24 MB18 MB
PlanesSe supone que 424442
CuA /PuCNoNo

Sorprende sobremanera que de todos los fabricantes tan sumamente grandes del mercado de las NAND Flash, solamente Intel haya podido actualizar las QLC para este año. Entre tanto, el resto del mercado sigue con TLC como objetivo prioritario y según la tabla superior, hay importantes avances.

Lo más llamativo sin duda es el salto que ha dado Samsung (por fin) con sus TLC 3D desde el año 2019 y tras dejar 2020 como transición. Hablamos de un número de capas indeterminado sí (no han querido especificarlo, pero se rumorea que están por debajo de las 170), pero la densidad ha aumentado un sorprendente 70% y la velocidad casi se ha duplicado para sus IO, así como el rendimiento promedio por celda que supera el 100%.

Donde sigue reinando Samsung por encima del resto es en el llamado Stacking, la principal técnica para crear CMOS como NAND Flash para canales verticales, los cuales indican desde densidad, hasta número de capas, ya que cuantas más capas puedas incluir en cada «single deck» en vez de en dos deck, reduces los pasos requeridos para la fabricación de las celdas en las fabs, abaratando el coste y aumentando la velocidad.

En cambio, SK Hynix y Kioxia están bastante igualadas y han tomado caminos similares, salvando la capacidad del die. Las densidades son casi idénticas, así como la velocidad por celda o las latencias. Esto ha sido posible por una mejora media del 10% en la densidad horizontal de las celdas, así que estamos hablando de unos canales verticales que seguramente sean bastante similares en diseño y forma.

Solo Intel innova en QLC para este 2021

Intel-NAND-Flash

Intel presentó hace apenas dos semanas todos los datos de su primera generación 3D NAND Flash que no ha sido desarrollada por Micron en conjunto con su asociación, como venía siendo habitual hasta ahora. Estas nuevas QLC 144L han reducido el tamaño de su matriz hasta los 74 mm2 y aumentado su densidad hasta los 13,8 Gbit/mm2, lo que supone un aumento del 55% en solo un año.

Su rendimiento despega al nivel de sus rivales en TLC: 1,2 Gb/s, pero por celda solo consiguen 40 MB/s, muy por detrás de las celdas de 3 Bits, pero que igualmente supone ser líderes de la industria duplicando por ejemplo el rendimiento de Samsung.

En cuanto a latencias, los tR promedio se han reducido a 85 pico segundos y como máximo enfrentarán 128 pico segundos, la más baja jamás desarrollada, pero siguen lejos de TLC. Vistos los datos comparativos, se entiende el por qué los fabricantes se centran en TLC vistas las nuevas plataformas que están por salir al mercado.

El usuario medio quiere algo más de capacidad y sobre todo velocidad, los centros de datos justamente lo contrario, así que cada compañía está luchando por un trozo del pastel, menos Intel que camina en solitario para este 2021 y logrará convencer a más de una empresa y centro de datos para que opte por comprar Optane con QLC de 144 capas.

Los mortales nos conformaremos con TLC y un rendimiento por celda mejor para explotar el bus PCIe 4.0 mediante nuevos M.2 que prometen colapsar el rendimiento del mismo tras dos años con nosotros. Por lo que parece, será WD con Kioxia la que tenga el dispositivo más completo en términos generales, pero Samsung podrá reaccionar en precios, así que la guerra estará muy entretenida.

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