(Nguồn ảnh: Blocksandfiles)
Ngành công nghiệp bộ nhớ flash NAND tiếp tục tìm kiếm các phương pháp để tăng mật độ lưu trữ khi nhu cầu tăng cao từ các trung tâm dữ liệu , thiết bị tiêu dùng và công cụ trí tuệ nhân tạo .
Phương pháp mở rộng quy mô thông thường bằng cách thêm các lớp NAND 3D ngày càng trở nên phức tạp, tốn kém và khó sản xuất một cách nhất quán.
Mặc dù bộ nhớ flash QLC bốn bit đã được sản xuất thương mại, việc chuyển sang bộ nhớ flash PLC năm bit vẫn chưa khả thi do các vấn đề về độ tin cậy và độ bền liên quan đến giới hạn cảm biến điện áp.
Công nghệ flash tách tế bào thay đổi cục diện như thế nào?
SK Hynix đã giới thiệu một phương pháp khác được gọi là công nghệ ô đa vị trí. Thay vì buộc một ô NAND duy nhất phải chứa tất cả 32 trạng thái điện áp, thiết kế này chia ô thành hai nửa ô độc lập.
Mỗi nửa lưu trữ sáu trạng thái điện áp, kết hợp lại để biểu diễn một giá trị năm bit. Thiết kế này giúp giảm sự chồng chéo điện áp trong khi vẫn duy trì mật độ bit tổng thể.
Hai nửa ô nhớ hoạt động song song như một đơn vị logic duy nhất, tương tự như cách RAID-0 phân tán dữ liệu trên các ổ cứng để tăng thông lượng.
Trong trường hợp này, các trạng thái điện áp được kết hợp trong quá trình truy cập thay vì được phân bổ riêng biệt trên các thiết bị khác nhau.
Hình dạng vật lý của ô nhớ là hình elip chứ không phải hình tròn, điều này tạo không gian cho một vách cách nhiệt giữa hai nửa và các kết nối đường dây riêng biệt.
SK Hynix cho biết khoảng cách điện áp lớn hơn bên trong mỗi nửa tế bào giúp giảm rò rỉ electron và rút ngắn thời gian lập trình.
Hai nửa được đọc đồng thời, điều mà công ty khẳng định mang lại tốc độ đọc nhanh hơn so với các thiết kế PLC thông thường.
Phương pháp này cũng giúp cải thiện độ bền, vì điện áp thấp hơn làm giảm sự hao mòn của pin.
SK Hynix đã trình diễn các tấm wafer hoạt động tại hội nghị IEDM 2025, cho thấy khái niệm này không chỉ giới hạn ở mô phỏng.
Phương pháp tách tế bào đòi hỏi các bước xử lý bán dẫn bổ sung, bao gồm phân chia tế bào và lấp đầy khe hở, điều này làm tăng chi phí và độ phức tạp.
Trong khi SK Hynix đang đánh giá khả năng sản xuất, các nhà sản xuất bộ nhớ flash khác, bao gồm Samsung , Micron, Kioxia và Sandisk, dự kiến cũng sẽ nghiên cứu những ý tưởng tương tự.
Khái niệm này không hứa hẹn tạo ra SSD rẻ hơn , mà chỉ là những ổ SSD có mật độ lưu trữ cao hơn, và nó không loại bỏ vai trò của ổ cứng truyền thống trong việc lưu trữ dung lượng lớn.
Nếu các nhà sản xuất có thể sản xuất các cell đa điểm với quy mô lớn, bộ nhớ flash PLC cuối cùng có thể trở nên khả thi mà không gặp phải những nhược điểm nghiêm trọng như các thiết kế trước đây.
