Intel Optane y la RAM tienen nuevo rival: XL-Flash, una memoria ultra rápida

Desde casi la existencia de la informática en general, ha habido un tipo de componente que ha reducido el rendimiento general de cualquier PC o servidor: los sistemas de almacenamiento. No en vano, los SSD han llegado para quedarse y actualmente han multiplicado por 12 el rendimiento de una unidad convencional, pero esto no es suficiente. Por ello, Kioxia y Western Digital van a dar un paso más en este sector y para ello han creado XL-Flash, una NAND Flash de ultra alta velocidad.

Aunque hace casi un mes que Kioxia (marca de Toshiba para memorias) y Western Digital anunciaron como tal XL-Flash, es ahora cuando tenemos muchos más datos par hablar más en profundidad sobre esta nueva memoria.

Y es que actualmente las 3D NAND Flash se encuentran en una especie de callejón donde la salida está demasiado alta para llegar de un salto, y por lo tanto se van a necesitar algunos peldaños para escalar dicha altura.

La tecnología 3D NAND peca de altas latencias, XL-Flash terminará con los problemas

XL-Flash 7

Uno de los puntos fuertes de las NAND Flash es su densidad de almacenamiento frente a su costo, donde barren literalmente a los HDD actuales, pero al igual que estos arrastran un punto vital que limita el rendimiento: las latencias.

En escritura y lectura está muy lejos de otro componente imprescindible en PC como es la memoria RAM, también basada en NAND Flash, pero con distinta arquitectura y objetivos. Por ello, entre la conocida en el sector como Flash Memory y la DRAM se han creado tres nuevos conceptos de memoria: SCM, MRAM y PCM, los cuales llenarán el vacío existente entre las dos principales memorias del mercado.

XL-Flash 8

WD y Kioxia han escogido SCM para desarrollar su revolucionaria tecnología, ya que los costos de fabricación son menores que una DRAM y la capacidad de almacenamiento en cada matriz de silicio es mayor a esta.

En este apartado, rivaliza precisamente con otras dos tecnologías punteras como son 3D Xpoint de Intel y Micron y Z-NAND de Samsung, salvo porque las nombradas están basadas en PCM.

Cada tecnología tiene sus pros y sus contras, donde por ejemplo Intel buscaba un mayor rendimiento en ciertos escenarios menos propios para las NAND Flash comunes, donde pretende diferenciarse.

Tiempo de acceso 10 veces más rápido

XL-Flash 5

Actualmente, Kioxia mantendrá el estándar de 96 capas para sus 3D NAND (supuestamente BiCS SLC (1 bits por celda)), donde la capacidad del troquel se eleva a 128 Gbit, lo que la iguala con la tecnología de Intel y Micron y es dos veces mayor que la de Samsung.

Esto significa que han conseguido 128 Gb por die y donde además aseguran poder introducir hasta 8 die por package. En cuanto a tiempos de acceso, se han mejorado enormemente.

XL-Flash 6

Western Digital afirma que veremos una latencia de escritura de solo 75 picosegundos mientras que en lectura es todavía más inferior, solo 4 picosegundos.

Para hacernos una mejor idea de lo que significan estas cifras, ambas compañías tienen en el mercado sus BiCS Flash para SSD normales, los cuales arrojan unas cifras de 561 picosegundos en escritura y 58 picosegundos en lectura, es decir, 8 y 10 veces más lentos que XL-Flash.

Mayor número de planos, menor latencia

XL-Flash 4

El problema de las NAND Flash actuales que es necesitan crear capas o planos con mucho volumen y en un número bajo de ellos. Tener pocos planos es el principal problema en los tiempos de acceso, ya que las líneas de bits terminan siendo interminables y las latencias terminan resintiéndose.

Por norma general, las NAND Flash suelen hacer acopio de entre dos y cuatro planos para los modelos de mayor capacidad, donde mantienen el rendimiento medio entre las distintas versiones.

XL-Flash 3

Kioxia y Western Digital han aumentado esos números hasta 16 planos, acortando en ello las líneas de bits y obteniendo a cambio un rendimiento y acceso más rápido.

Además, al usar celdas SLC de 1 bit, la circuitería interna es mucho más simple de fabricar y la durabilidad es la mayor posible del mercado. El problema lógicamente es que la densidad en cuanto a capacidad de almacenamiento es menor.

Rendimiento mejorado en IOPS

XL-Flash 2

Como bien sabemos, donde flaquean actualmente los SSD comunes son en los IOPS conseguidos cuando los datos escritos o leídos son muy pequeños, ya que en estos casos el rendimiento cae estrepitosamente.

La arquitectura y diseño de XL-Flash consigue reducir los tiempos de acceso en 1/20 y con ello aumenta el rendimiento en IOPS. Además, la secuencia de operación de escritura y lectura también se ha reducido gracias a la introducción de 4 pulsos de voltaje nuevos.

XL-Flash 9

Esto ha permitido que la verificación se ejecute solamente después de que se produzca el segundo y tercer pulso del program loop y que al mismo tiempo se reduzca el llamado tRRL o retraso de lectura aleatorio, el cual afecta a todo el circuito.

Como vemos, Kioxia y Western Digital se van a sentar a comer en la mesa de Intel y Samsung con una tecnología que promete ser barata, con menor capacidad, pero extremadamente rápida y sin ser propietaria para un tipo de sistema, lo cual puede inclinar la balanza como lo están haciendo los SSD M.2 frente a Optane en la actualidad.