Samsung fertigt 128-Gbit-TLC-NAND-Flash der „10-nm-Klasse“

Um Kosten für NAND-Flash-Speicher zu senken, wird zum einen der Herstellungsprozess immer weiter verkleinert, zum anderen geht der Trend dahin, mehr Informationen pro Speicherzelle unterzubringen, damit einzelne Chips mehr Speicherplatz bieten. Die Rede ist von MLC-NAND-Flash mit drei Bit statt zwei Bit pro Zelle.

Statt MLC (Multi-Level-Cell) wird bei 3-Bit-NAND-Flash auch oftmals von TLC (Triple-Level-Cell) gesprochen, was die Unterscheidung vereinfacht. Dennoch nutzt Samsung bei der heutigen Verkündung eines weiteren Meilensteins in der eigenen Fertigung den Begriff MLC.

Konkret vermeldet Samsung heute offiziell den Beginn der Massenproduktion von 128-Gbit-MLC-Speicherchips mit 3 Bit pro Zelle. Dabei komme ein Herstellungsprozess der „10-Nanometer-Klasse“ zum Einsatz. Dahinter verbirgt sich eine Strukturbreite „irgendwo zwischen 10 und 20 Nanometern“ – solch' grobe Angaben ist man von Samsungs Halbleitersparte bereits gewohnt.

Damit bietet der Hersteller nun die doppelte Kapazität bei 3-Bit-MLC- respektive TLC-NAND-Flash-Chips der 10-nm-Klasse an. Im November des vergangenen Jahres hatte Samsung nach eigenen Angaben bereits mit der Produktion von entsprechenden Pendants mit 64 Gbit begonnen.

Darüber hinaus spricht der Hersteller bezüglich der neuen Chips nicht nur von „der höchsten Speicherdichte der Branche“, sondern auch vom „höchsten Leistungslevel von 400 Megabit pro Sekunde auf Basis des Toggle DDR 2.0 Interface“. Als Einsatzgebiete der neuen Chips sieht Samsung Speicherkarten mit hoher Kapazität (128 Gigabyte) sowie SSDs mit mehr als 500 Gigabyte.

Um Samsungs Errungenschaft in Relation zu setzen, ist zu erwähnen, dass Toshiba in Kooperation mit SanDisk bereits vor gut einem Jahr die Massenproduktion von 128-Gbit-TLC-Chips mit 19 nm Strukturbreite angekündigt hatte. Vor knapp zwei Monaten folgte Micron ebenfalls mit einer Ankündigung von 128-Gbit-TLC-Chips, die trotz Prozess der 20-nm-Klasse deutlich kleiner als die von Toshiba ausfallen sollen. Samsung machte hingegen keine Angaben zur Chip-Fläche der neuen Produkte, womit ein Vergleich verwehrt bleibt.

Es wird erwartet, dass TLC-NAND-Flash künftig zumindest im Konsumentenbereich immer mehr Verwendung finden wird. Aus Sicht der Herstellung sprechen die geringeren Kosten eindeutig dafür. Nachteile liegen darin, dass TLC gegenüber klassischem MLC mit nur zwei Bit pro Zelle – ganz zu schweigen von dem immer seltener werdenden SLC-Speicher (1 Bit) – weniger Schreibzyklen verkraften soll und zudem durch den komplexeren Vorgang zur Datenspeicherung geringere Schreibraten bietet. Bei Verwendung in SSDs dürften diese Mankos für Privatnutzer mit üblichen Anwendungsszenarien zwar keine Rolle spielen, für hohe Anforderungen und Schreibaufkommen wie beispielsweise im Server-Bereich ist TLC allerdings weniger geeignet und wird nach unserem Kenntnisstand bisher in diesen Bereichen auch nicht eingesetzt.

Aktuell findet sich TLC-Speicher beispielsweise in den SSDs der 840-Serie (MLC bei der Pro-Variante) von Samsung sowie in neuen SSDs von Plextor. Microns neue TLC-Lösung soll hingegen vielmehr in USB-Sticks und Speicherkarten Verwendung finden.