News 3D-NAND: 500 Layer für 512‑TB‑SSDs und ein Generationenvergleich

[DarkInterceptor]

Was Du meist ist also, dass die keine SSD im 2.5" Formfaktor mehr im Rechner haben.

danke für deine berichtigung.
ja genau das meinte ich und hab mich in dem fall eher falsch ausgedrückt.

 

[Vissi]

Wie kommst Du denn auf den Preis?

Reine Vermutung. Dann mach da 10 Jahre draus, wenn du es nicht so optimistisch siehst. Werden wir aber wahrscheinlich noch alle miterleben, dass es keine Festplatten mehr geben wird.

 

[LamaMitHut]

Könnte auch gut sein, dass der preis in 15 jahren bei 20 cent pro TB liegt, wenn die sich die entwicklung der letzten 15 jahre wiederholt. Diesmal stehen keine phyikalischen hürden im weg, wie es bei der ständigen verringerung der strukturbreite der fall war.

Who knows?

 

[Holt]

Vissi, bevor es keine HDDs mehr geben wird, muss der Preis von SSDs aber noch deutlich fallen und die NAND Fertigung massiv erweitert werden, denn es werden nach der Kapazität ein Vielfaches an HDDs wie an SSDs gefertigt. Vor einiger Zeit hatte ich das mal ausgerechnet und damals wäre eine Vervier- bis Verfünffachung der gefertigten NAND Kapazitäten NAND Fertigungskapazität nötig um überhaupt genug NAND zu haben um die in HDD gefertigten Plattenkapazitäten als SSDs fertigen zu können.

LamaMitHut, die Entwicklung lässt sich aber nicht wiederholen, die Preisentwicklung war bis vor kurzem den Shrinks der Fertigungsprozesse zu verdanken, hier wurde aber bei so 14 bis 16nm die Grenze erreicht und daherr erfolgte der Wechsel auf 3D NAND. Aber auch hier kann man nicht beliebig viele Layer übereinander stapeln, außerdem kostet auch jeder Layer Geld. Die Prognose von 500 Layern halte ich angesichts der Tatsache das erzeit 64 Layer üblich sind, für ähnlich gewagt wie damals die Prognose bald 10GHz bei CPUs zu erreichen, also man gerade erst 1GHz erreicht hatte, zumal wenn wie r4yn3 schreibt: "Bei Intel/Micron betreibt man ja bereits Array Stacking. Also man stapelt 2 48 Layer Chips zu einem 96er."

Mir dem stapeln der Dies kann man dann natürlich auf mehr Layer kommen, die Frage ist wie sich dies auf die Kosten auswirkt, denn letztlich muss man dann ja 2 Dies mit je 48 Layern fertigen und zusammensetzen, hat also die entsprechenden Kosten und muss die doppelte Anzahl an Wafern verwenden als wenn man wirklich 96 Layer in einem Die hat. Dies scheint mir also kaum der Weg zu Senkung der NAND Kosten zu sein, sondern nur der um noch mehr Kapazität zu realisieren.

 

[Vissi]

Vervier- bis Verfünffachung der NAND Fertigungskapazität nötig um überhaupt genug NAND zu haben um die in HDD gefertigten Plattenkapazitäten als SSDs fertigen zu können.

Nicht unbedingt, wenn es 512 Layer in einem Fertigungsverfahren gibt und ein NAND dann sogar ein paar Terrabyte hat. Dann braucht man ja nur einen NAND pro SSD.

 

[LamaMitHut]

@Holt
Es ist schwierig bei deinem Fachwissen dagegen zu reden, aber ich versuch es trotzdem

Wenn jeder layer mehr geld kostet, warum geht man dann diesen weg? Weil es sich durch die erhöhung der datendichte dann doch lohnt.

Wenn die technik so schwer umzusetzen ist, warum kann es dann jeder hersteller, und die chinesen bald auch?

Warum erscheint alle paar monate eine neue generation von NAND mit noch höherer datendichte, wenn es doch so unglaublich kompliziert ist?

 

[sysrq]

@r4yn3

http://semiengineering.com/3d-nand-flash-wars-begin/
http://semiengineering.com/how-to-make-3d-nand/

Das Limit für einen single stack scheint bei 128 Layern aufgrund des aspect ratio zu liegen. Das kann man aber wohl nur mit fortgeschritteneren Etch-Geräten. Mit derzeitiger Technologie ist das Limit bei 48/64. Samsung z.B. benutzt bei ihrem aktuellen 64L nur einen Stack, während Micron/Intel bei ihrem 64L 32+32 benutzt. Wie das bei Toshiba/WD ist weiß ich nicht. Laut den Slides ist für Anfang-Mitte der 2020er wohl 512L mit 4-8 Stacks (128-64L) geplant. Das Problem wird dann irgendwann der Yield, da sich Fehler von niedrigeren Stacks auf höhere auswirken (quasi wie die Erbse unter der Matratze ). Aber vielleicht wird lässt sich da ja in der Zukunft auch noch was finden.

 

[Holt]

wenn es 512 Layer in einem Fertigungsverfahren gibt

Also ich haben im letzten Ports mal "NAND Fertigungskapazität" durch "gefertigte NAND Kapazität" ersetzt, denn das trifft es besser, wobei man aber nicht vergessen darf, dass eben jeder Layer Bearbeitungsschritte erfordert und damit der Wafer länger in den Maschinen bearbeitet wird, man also für den gleichen Ausstoß an Wafern mehr Maschinen braucht oder eben weniger Wafer fertigen kann, wenn man die Anzahl der Maschinen nicht erhöht.

Wenn jeder layer mehr geld kostet, warum geht man dann diesen weg?

Weil es eben immer noch billiger ist als mehr Wafer zu verwenden, aber es ist eben nicht so billig wie es war als man die Datendichte durch Shrinks erhöhen konnte.

Wenn die technik so schwer umzusetzen ist, warum kann es dann jeder hersteller,

Hier dürfte die Zuliefere eine große Rolle spielen, die verkaufen die Maschinen für die Herstellung ja an alle Halbleiterhersteller und tragen so auch zur Verbreitung des Know-How bei. Außerdem haben die schon alle lange daran geforscht.

 

[ed25519]

Können HDDs als reines backup Magnetbändern das wasser reichen?

Für Backup sicher, hängt halt vom Einsatzszenario und Datenmenge ab. Bei Archivierung eher weniger. Band hat halt eine sehr lange Haltedauer (LTO 30 Jahre) und Preis/TB ist unschlagbar. Das wird uns wohl noch sehr lange begleigten

 

[Holt]

Das Limit für einen single stack scheint bei 128 Layern aufgrund des aspect ratio zu liegen.

Davon das bei 128 Layern das Limit für eine wirtschaftliche Fertigung liegen dürfte, war schon vor Jahren die Rede, die Bäume wachsen eben nicht in den Himmel. Eine Lösung um dies Limit zu erhöhen dürfte es aber sein zusätzliche Layer als Reserve zu verbauen und die schlecht geratenen Layer nicht zu aktivieren. Aber auch die zusätzlichen Layer kosten eben Geld.

Es ist eben auch mit 3D NAND nicht möglich die NAND Kosten weiter so zu senken wie es über die letzten 10 bis 15 Jahre der Fall war. Es wird eben immer aufwendiger die Kosten noch weiter zu drücken und auch die Ausweitung der Fertigung um den Anteil der kosten für Forschung und Entwicklung zu senken, bringt nicht so viel, denn die Kosten dafür liegen schon bei unter 10% vom Umsatz.

 

[Vissi]

Für Backup sicher, hängt halt vom Einsatzszenario und Datenmenge ab. Bei Archivierung eher weniger. Band hat halt eine sehr lange Haltedauer (LTO 30 Jahre) und Preis/TB ist unschlagbar. Das wird uns wohl noch sehr lange begleigten

Wie lange ist die Lebensdauer von NAND-Speicher? Als Langzeitspeicher?

Hier habe ich was gefunden...

Zitat: "Was würde passieren, wenn man die Geräte einfach nicht mehr benutzt? Viele von uns würden davon ausgehen, dass wenn man nichts ungewöhnliches mit dem Gerät macht und ein Laufwerk bei durchschnittlichen Lagerbedingungen ablegt (Temperatur, Feuchtigkeit etc.), auch keine Daten verloren gehen können. Tatsächlich ist das nicht der Fall! Daten, die auf einer HDD-Festplatte gespeichert wird, verschlechtern sich nach und nach, da die magnetischen Felder, die die Datenbits repräsentieren ihre Polarisierung wechseln und so die Anzahl der Bitfehler erhöht. Aber wenn man die normalen Lagerbedingungen annimmt, verschlechtern sich die auf einer Festplatte gespeicherten Daten weit langsamer als wenn sie auf einer SSD gespeichert werden, die einen NAND-Flash-Speicher verwendet. Ein NAND-Flash speichert Daten als elektrische Ladungen, die relativ schnell verschwinden im Vergleich zu einem Wechsel der magnetischen Polarisierung – das passiert aufgrund der unvollständigen Isolation innerhalb der Struktur des Flash-Speichers.

Jedoch bei SSDs sollte eine Datenverschlechterung (die ausreichend genug ist, die Korrektur von gespeicherten Daten mittels Fehlerkorrektur-Algorithmen zu verhindern) mindestens für einen Zeitraum von 10 Jahren nicht auftreten, wenn das Laufwerk ausgeschaltet unter optimalen Lagerbedingungen aufbewahrt wird. Dieser Zeitrahmen ist allerdings abhängig von dem Typ des NAND-Flash-Speichers. Der ‘Triple-Level Cell “(TLC) Speicher zum Beispiel kann Daten tatsächlich viel schneller verlieren – sogar nach nur einigen Monaten.

Tatsächlich kann ein Datenverlust von NAND-Speichern auch dann auftreten, wenn der Speicher unter Strom steht. Gute SSDs verwenden eine Hintergrundaktualisierungstechnik, um die Ladung in den Zellen wiederherzustellen, bei denen festgestellt wurde, dass sie nur geringfügig Daten speichern können. Einige Bereiche des NAND-Flash-Speichers sind für die Verwendung durch den Betriebscode und Daten des Laufwerks reserviert (normalerweise als die Firmware bekannt). Die Firmware wird jedes Mal, wenn die SSD mit Strom versorgt wird neu gelesen, aber manche Bereiche werden nicht regelmäßig neu geschrieben. Obwohl die Hersteller Maßnahmen ergreifen, dass die Effekte der Zellladungsverluste begrenzt werden ( d.h. eine weniger empfindliche Zellladungsschwelle für NAND-Zellen, die die Firmware speichern und die periodische Auffrischung von Zellaufladungen), können übermäßige Bitfehler eine Firmware-Korruption verursachen und in der Folge dazu führen, dass die SSDs überhaupt nicht mehr funktioniert.

Wie sieht das im Vergleich zu einer HDD aus? Nun, ca. alle 10 Jahre booten einige unserer Ingenieure normale Festplatten, die mehr als 30 Jahre alt sind und lesen von ihnen Daten aus – fehlerfrei!"

 

[ed25519]

Holt hatte mal ein paar Links. SSDs sollte man ohne Strom nur 1 Jahr lang auslesen können. Bei RDX (Sicherung auf Festplatten) schreiben sie 1 Jahr für die SSD-Medien und 10 Jahre für HDD.

http://www.tandbergdata.com/de/index.cfm/products/media/rdx-media/ssd-rdx-media/
http://www.tandbergdata.com/de/index.cfm/products/media/rdx-media/hdd-rdx-media/

 

[Holt]

Bei 30 Jahre alten HDDs mag es reichen diese alle 10 Jahre mal zu starten, aber bei heutigen Modellen wäre ich da nicht so optimistisch. Zur Lagerbarkeit schreibt Seagate z.B. hier und auch in einigen anderen Product Manuals:

The recommended storage period:
• 1 year under controlled conditions of 34°C 90%RH or less
• 90 days in uncontrolled storage conditions

Und außerdem:

Storage
The maximum recommended storage period for the drive in a non-operational environment is 90 days. Drives should be
stored in the original unopened Seagate shipping packaging whenever possible. Once the drive is removed from the
Seagate original packaging the recommended maximum period between drive operation cycles is 30 days. During any
storage period the drive non-operational temperature, humidity, wet bulb, atmospheric conditions, shock, vibration,
magnetic and electrical field specifications should be followed.

Wenn also die Lagerbedingungen nicht eingehalten werde, sind 90 Tage und zwar in der ungeöffneten Originalverpackung, sonst bestenfalls 1 Jahr. Nach dem Öffnen sollten HDD nicht länger als 30 Tage stromlos sein.

Bei der neuen Barracuda Pro 10TB mit Heliumfüllung schreibt Seagate:

2.10.2 Storage
Maximum storage periods are 180 days within original unopened Seagate shipping package or 60 days unpackaged within the
defined non-operating limits (refer to environmental section in this manual). Storage can be extended to 1 year packaged or
unpackaged under optimal environmental conditions (25°C, <40% relative humidity non-condensing, and non-corrosive
environment). During any storage period the drive non-operational temperature, humidity, wet bulb, atmospheric conditions,
shock, vibration, magnetic and electrical field specifications should be followed.

Also hier nur ein halbes Jahr in der ungeöffneten originalen Versandverpackung von Seagate und sonst 2 Monate, nur bei optimalen Bedingungen bis zu einem Jahr.

HGST schreibt für die meisten Modelle wie z.B. für die Megascale:

Maximum storage period within shipping package is one year

Als ich gerade den Thread Festplatten sterben wie die Fliegen - was mache ich falsch? gelesen habe wo jemandem der ein halbes Jahr im Ausland war binnen 3 Monaten 4 HDDs gestorben sind, habe ich genau daran gedacht. Die HDDs waren wohl in einem NAS im Keller, also nicht unter optimalen Bedingungen gelagert und natürlich müssen solche Angaben auch unter den ungünstigsten der erlaubten Bedingungen noch eingehalten werden. Unter optimalen Bedingungen dürften die Platten auch eine weitaus längere Zeit ohne Probleme überstehen.

Ergänzung (24. August 2018)

SSDs sollte man ohne Strom nur 1 Jahr lang auslesen können.

Nein, da hast Du was missverstanden, mindestens ein Jahr gemäß JESD218 bei Client SSDs bei 30°C Lagertemperatur bis erreichen der TBW.

 

[ed25519]

richtig, so wars...

 

[Vissi]

Ich habe noch eine Movie-Festplatte, die liegt schon 5 Jahre in der Schublade.

Dann müssten ja die Daten im Eimer sein!?

Kann ich kaum glauben...ich probier es jetzt gleich mal aus...

 

[ed25519]

@Vissi: Die Platte wird keinen Countdown eingebaut haben und dannach in Rauch aufgehen wie bei Mission Impossible. Die Chance wird sehr groß sein das sie einwandfrei geht, garantiert ist das halt aber nicht.

 

[Vissi]

Also, meine Maxtor 1 TB Platte aus dem Jahre 2008 geht einwandfrei. Habe gerade einige Programme, die ich gesucht hatte, heruntergeladen.

DIe Platte liegt mindestens 5 Jahre in der Schublade.

 

[AudioholicA]

Bei Festplatten hat man gefühlte Erfahrungswerte was die Haltbarkeit betrifft.
Bei einer SSD ist das wohl noch ein Glücksspiel.

 

[LamaMitHut]

Zitat entfernt.

Nicht bei festplatten mit helium, und das bald kommende HAMR/MAMR ist wieder absolutes neuland.

 

[Dekstar]

Die Vorteile von SSDs zu HDDs werden in den nächsten Jahren deutlich zunehmen und irgendwann gibt es kaum noch Gründe geben eine HDD zu kaufen.

Die Erhöhung der Speicherkapazität bei HDDs erfolgt nur noch in kleinen Schritten, während SSDs diesbezüglich nun durchstarten werden. Auf Grund der, in den letzten 1-2 Jahren angekündigten, Fabrikumrüstungen/-neubauten auf 3D-NAND, welche gerade vollzogen wurden oder demnächst erfolgen werden ist mit einem hoffentlich hohen Output an Speicher, entsprechender Konkurrenz und damit einhergehender niedriger Preise für die Endkonsumenten, privat wie business, zu rechnen.

Mit zukünftig (deutlich) abnehmenden Verkäufen an HDDs werden diese teurer und den Trend zu SSDs weiter beflügeln.