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Qu’est-ce que la mémoire et le stockage 3D NAND?

Le stockage flash (comme les SSD) est à la mode pour les PC ces jours-ci. Et bien que le processus ne se déroule pas aussi vite que nous pourrions l’espérer, ce stockage devient de moins en moins cher et de plus en plus dense, prenant de la valeur par rapport aux disques durs rotatifs conventionnels. Le plus grand bond en avant a été le flash 3D NAND, également connu sous le nom de NAND vertical ou «V-NAND». Qu’est-ce que cela signifie pour toi? En termes simples, stockage et mémoire moins chers et plus rapides. En termes non profanes, eh bien, jetons un œil.

Construire, pas sortir

Imaginez un élément de stockage flash comme un immeuble d’appartements: beaucoup de zones compartimentées dans lesquelles les gens doivent entrer ou sortir, passant des périodes variables soit dans (un état «1» pour un seul bit de données, dans cette métaphore) ou (état «0») de leur domicile. Désormais, la ressource la plus précieuse dont vous disposez si vous construisez un nouvel immeuble est le bien immobilier sur lequel vous souhaitez le construire. En ignorant les obstacles banals comme l’ingénierie et le budget, votre objectif est de placer le maximum de personnes possible dans une zone de terrain définie.

Il y a cent ans, la réponse évidente à ce problème serait de subdiviser les appartements aussi petits que possible à l’intérieur de votre immeuble, en maximisant le nombre de personnes que vous pouvez loger dans un seul étage. Maintenant, avec l’avènement des bâtiments en acier et des ascenseurs rapides et sûrs, nous pouvons construire à la limite de nos nouveaux matériaux. Nous pouvons ajouter autant d’étages au bâtiment que nous pouvons en gérer physiquement, permettant à dix, vingt ou cinquante fois plus de personnes de vivre sur la même superficie de terrain qui était auparavant si limitée.

Il en va de même avec les NAND 2D et 3D. Parce que nous parlons de bits et non de personnes, les entreprises ont déjà travaillé dur pour entasser autant de données que possible dans les plans X et Y des composants semi-conducteurs, et maintenant elles construisent verticalement à partir du circuit imprimé. Il y a toujours des limitations physiques, bien sûr – un module DIMM RAM de trois pouces d’épaisseur n’est pas très utile, même si vous pouvez y insérer dix téraoctets de données. Mais les nouvelles techniques de fabrication de puces et de mémoires permettent une superposition microscopique de l’architecture NAND, tout comme un immeuble d’appartements de grande hauteur. Ces techniques de superposition et de fabrication rendent la mémoire verticale plus dense, plus rapide et plus efficace pouce par pouce par rapport au matériel plus ancien.

Plus de bits pour votre argent

Avec ce nouveau style de fabrication de mémoire en couches, de plus en plus de données peuvent être entassées dans la même quantité d’espace physique. Non seulement cela, mais les techniques de miniaturisation qui sont toujours appliquées à la mémoire RAM et au stockage flash plus conventionnelles sont également «empilées», offrant plus d’avantages au plus de couches que vous pouvez mettre sur un module de mémoire. Et comme l’espace physique pour tout cela devient de plus en plus petit, la latence, la consommation d’énergie et la vitesse de lecture et d’écriture diminuent également à un rythme plus rapide. Les progrès tels que les trous de canal permettent un transfert de données encore plus rapide vers le haut et le bas des couches de semi-conducteurs – un peu comme de minuscules ascenseurs dans notre métaphore d’origine des immeubles à appartements.

La technique NAND verticale profite à tous les secteurs du marché du stockage flash, mais comme on pouvait s’y attendre, les intérêts industriels obtiennent les meilleurs rendements. Des processus de fabrication incroyablement complexes permettent des blocs de mémoire vive et de stockage ultra-denses qui sont trop chers pour l’électronique grand public standard, mais permettent tout de même un retour sur investissement pour les centres de données et les stations de travail haute puissance.

Malgré cela, 3D NAND a déjà fait son chemin sur le marché grand public, et les avantages de la rétention pure des données dans les disques SSD sont spectaculaires. Cela étant dit, ce n’est pas aussi révolutionnaire que cela puisse paraître au début: grâce à une demande toujours croissante de mémoire flash parmi les fabricants d’électronique, les clients de données d’entreprise et les consommateurs réguliers comme vous et moi, il y a actuellement une pénurie mondiale de mémoire flash à tous les niveaux. Les coûts sont donc encore assez élevés.

Pas tout à fait prêt pour Prime Time

Entre la demande accrue de tous les marchés et le coût de l’amélioration et de la mise à niveau constantes des centres de fabrication pour fabriquer des composants plus avancés, le prix et la disponibilité du stockage PC RAM et SSD standard semblent être dans une ornière de plusieurs années. Bien que de nouvelles puces 3D NAND soient disponibles, et qu’elles soient plus rapides et plus efficaces, nous ne voyons pas la baisse de prix et l’augmentation rapide de la capacité que de si grandes étapes suggéreraient à elles seules. Le rêve de remplir votre PC de jeu avec des dizaines de téraoctets de mémoire flash ultra-rapide et de stockage à bas prix est encore loin.

Mais l’effet de retombée des nouvelles techniques et technologies est plus ou moins inévitable. Un boom de la mémoire flash et du stockage est à venir, alors que de plus en plus de fournisseurs changent et améliorent leurs capacités de fabrication de semi-conducteurs 3D. Cela pourrait prendre quelques années de plus – et quelques dollars de plus – que ce que nous espérions.

Source de l’image: Flickr / Kent Wang, Flickr / VirtualWolf, Amazone, Intel

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