Test: WD Blue 3D & Sandisk Ultra 3D – Först ut med BICS 3D-NAND

Äntligen är 3D-nand här på allvar och SSD-enheterna WD Blue 3D och Sandisk Ultra 3D visar att 64-lager 3D BICS NAND är ett bra kliv i rätt riktning.

Vi har länge vetet att det inte går att krympa tillverkningstekniken för Nand-flash hur mycket som helst. Problemet är att när minnescellerna blir för små så minskar också marginalerna och förändringar i enstaka celler påverkar även cellerna runt omkring. Det betyder att prestanda och livslängden påverkas. Med mer avancerade kontrollerkretsar och mer avancerad ECC (Error Correcting Code) så lyckades man tillverka dugliga kretsar på 15 nanometer i TLC utförande. Men för att dessa skulle fungera bra så krävdes mer avancerad ECC och detta i kombination med att de nyare minneskretsarna var långsammare, har gjort att vi haft en tid med ganska dåliga SSDer.

Den långsiktiga lösningen är givetvis att ersätta NAND-flash med en helt annan teknik som har mycket bättre livslängd. I nuläget finns det en hel drös med olika lösningar för detta exempelvis MRAM, ReRAM eller PCM (3D X-Point). Dessa tekniker är på god väg men är ännu inte redo att ta över efter NAND. Primärt på grund av att det kostar för mycket att tillverka stora mängder av det. Den tillfälliga lösningen på problemet är 3D-Nand. Istället för att minska på själva cellerna så man istället bygga flera lager av minnesceller ovanpå varandra och därmed få in mer lagringskapacitet på samma kiselplatta. Det går givetvis inte att skala ut detta i all oändlighet, men tanken är att det ska ge oss något att arbeta med tills någon av de andra teknikerna är redo.

Den tillfälliga lösningen är 3D-Nand

Samsung var först ut 3D-Nand och redan i Juli 2014 så släppte man sin 850 Pro. Den första konsument enheten baserad på 3D-Nand. Då använde man Samsungs andra generation 3D-Nand som då hade 32 lager. Det finns också en anledning till att Samsung var först ut på konsument marknaden med 3D-Nand. Vid det här tillfället så var det inte riktigt ekonomiskt försvarbart att gå över till 3D-Nand. 19nm MLC var fortfarande billigare än Samsungs andra generations V-nand. Men eftersom Samsung är så stora (världens största tillverkare av Nand-flash) så kunde man fortfarande tillverka det i tillräckligt stora volymer för att det skulle vara lönsamt. Övriga tillverkare började också experimentera med 3D-Nand men då det fortfarande var billigare att försöka minska tillverkningstekniken på vanlig 2D-nand så tillverkades det aldrig tillräckligt stora volymer för att 3D-nand skulle bli ekonomiskt försvarbart. I många fall visade det sig att 3D var dyrare att utveckla och producera än vad man först hade trott.

Men efter 15nm så bestämde sig alla de stora tillverkarna att det inte längre gick att minska tillverkningstekniken och man hade inget val än att gå över till 3D. Men eftersom man fortfarande inte kunde producera de volymer som man hade räknat med och hoppats på så blev det istället en stor brist på Nand-flash i hela världen. Det har gjort att priser på SSD har stadigt stigit i över ett år nu. Förra året började vi se Intel/Microns 3D nand i flera SSD-enheter. Precis som Samsung så använde man sig av 32-lager men varje NAND-enhet var istället betydligt större (384 Gbit TLC). Tyvärr så lyckades man ändå inte producera tillräckligt för att mätta marknaden. På grund av de små volymerna så valde Intel/Micron att fokusera på de marknader som ger bäst avkastning och därför så fick vi inte se många konsument enheter med IMFTs 3D-nand. En av de som vi fick se och som överlag var en av årets bästa SSD, var Crucial MX300.

Toshiba och WD/Sandisks lösning: BICS

Toshiba och Sandisk har givetvis också utvecklat ett eget 3D-Nand som man kallar för BICS. Precis som IMFT och Samsung så tillverkade Toshiba/Sandisk BICS med 32-lager och det var faktiskt ett per telefoner och USB-minnen som använde sig av det men vi fick aldrig se några konsument SSD-enheter. Anledningen var helt enkelt att man inte kunde tillverka tillräckligt stora volymer (antal bitar) med ”bara” 32 lager.

Men nu börjar det hända saker. Samsung, IMFT och Toshiba/Sandisk har nu börjat massproducera 3D-Nand med 64-lager och vartefter tiden går så kommer produktionstakten att öka. Det betyder att från och med nu så är det 3D-Nand som gäller och vi skulle gissa att inom ett år så kommer i princip alla nya SSD att använda sig av 64-lagers 3D Nand. Idag ska vi titta närmare på två enheter som är de första konsument enheten som använder Toshiba Sandisk/WDs nya BICS Nand, WD Blue 3D och Sandisk Ultra 3D.