Technologischer Fortschritt: Was ist 3D V-NAND und 3D Flash-Speicher?

blog-artikel_bild_definitionDer koreanische Elektronikriese Samsung setzt mit 3D Flash-Speicher bei seinen SSDs auf eine neue Technik. Statt einer sollen hierbei 32 Speicherzellen übereinander gestapelt werden. Weil die Zellen vertikal angeordnet sind und die Speicherzellen über ein not and (NAND) Gatter verschaltet sind, spricht man auch von V-NAND. Samsung arbeitet bereits seit längerem an der Technik, auf den Markt kam sie aber erst mit der Samsung SSD 850 Pro. Die neue Technik soll eine ganze Reihe von Vorteilen bringen.

Vorteile von 3D Flash Speicher:

  • Höhere Speicherkapazität
  • Längere Lebensdauer
  • Höhere Energieeffizienz
  • Höhere Geschwindigkeit

Türme statt Flächen

Klassischen NAND-Speicher kann man sich vorstellen wie ein Lagerhaus, in dem jeweils nur eine Dose auf dem Boden steht. Braucht man mehr Platz, muss man ein zweites Stockwerk bauen. Dagegen sind beim in der Samsung SSD 850 Pro verwendeten Speicher bis zu 32 Zellen übereinander gestapelt.

- Anzeige -

Schon rund zehn Jahre forscht Samsung an dem Thema, erste SSD Festplatten mit dem neuen Flash-Speicher sind schon im Einsatz. Die erste Generation von V-NAND hatte allerdings nur 24 statt 32 Lagen und wurde ausschließlich in Rechenzentren verwendet. Für den Endkunden gab es die Technologie bis vor kurzem noch nicht zu kaufen.

Mehr Speicher

Samsung selbst bezeichnet die Technologie als größten Fortschritt bei nichtflüchtigen Halbleiterspeichern seit 30 Jahren. Tatsächlich löst die neue Technik ein paar Probleme. So mussten Speicherzellen immer kleiner werden, damit die Kapazität der SSDs wachsen konnte. Beispielsweise sank die Strukturbreite immer mehr, von 120 Nanometern vor zehn Jahren auf jetzt üblicherweise 19 nm, wobei auch schon Speicher mit nur noch 16 nm angeboten wird.

Doch durch die sinkende Größe steigt die Gefahr von Interferenzen zwischen den Zellen, also der Beeinflussung des Ladungszustands einer Zelle durch eine Änderung in einer anderen.

Samsung SSD 850 Pro: Der Nachfolger der erfolgreichen 840 Pro ist die erste SSD-Festplatte mit 3D Flash Speicher auf dem Endkundenmarkt (Quelle: Samsung)

Samsung SSD 850 Pro: Der Nachfolger der erfolgreichen 840 Pro ist die erste SSD-Festplatte mit 3D Flash Speicher auf dem Endkundenmarkt (Quelle: Samsung)

Mehr Ausdauer, weniger Stromverbrauch

Durch die neue Struktur können die Zellen wieder etwas größer sein. Denn das direkte Aufeinanderstapeln ist platzsparender als die Verwendung mehrere Lagen, so wie auch das Aufeinanderstapeln von Dosen weniger Platz beansprucht als der Bau weiterer Stockwerke.

Durch die zusätzliche Größe soll die Fehlerrate sinken und außerdem die Lebensdauer steigen. Samsung verspricht sich von dem 3D NAND eine im Vergleich zur 2D-Technik doppelt so hohe Lebensdauer. Auch der Stromverbrauch soll sinken.

Mehr Geschwindigkeit

Die neue Technik soll aber nicht nur den Speicherplatz vergrößern und die Lebensdauer verlängern, die SSDs mit 3D V-NAND sollen auch schneller sein. Hier nutzt Samsung auch eine weitere Neuerung: Die Ladungen sollen nämlich nicht direkt in der Zelle abgelegt, sondern zunächst in sogenannten Ladungsfallen zwischengespeichert werden.

Fazit

Ob der 3D-Speicher die größte Innovation seit 30 Jahren ist, wie es Samsung behauptet, darf man zwar infrage stellen, sie bietet aber tatsächlich eine Reihe von Vorteilen. SSD-Festplatten können damit mehr Speicherplatz bekommen und trotzdem zuverlässiger und schneller sein. Auch andere Hersteller von Flash-Speicher wie Toshiba planen nachzuziehen, das kann allerdings noch etwas dauern. Immerhin hat Samsung viele Jahre Vorsprung in der Entwicklung. Ohnehin ist die neue Technik zwar leistungsstark, aber eine SSD mit 3D NAND muss nicht automatisch die bessere Wahl sein als eine mit klassischer Technologie.

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.