Флеш-пам’ять типу NAND, яка є основним типом накопичувача в усій електроніці – від смартфоінів та ноутбуків до вантажівок та літаків – уже багато років як дійшла до технологічної межі. Виробникам доводиться йти на неймовірні хитрощі, щоб забезпечувати велику ємність – це і використання понад 200 чипів в одній упаковці, і запис до 5 бітів в одну комірку (PLC). Але ці способи також наближаються до вичерпання. Можливо, нова технологія від SK Hynix дозволить продовжувати збільшувати ємність флеш-накопичувачів.
Компанія SK Hynix представила альтернативний підхід, відомий як технологія багатоточкових комірок, або multi-site cell. Замість того щоб змушувати одну NAND-комірку зберігати всі 32 рівні напруги, як це відбувається в традиційних рішеннях, нова архітектура передбачає поділ комірки на дві незалежні напівкомірки.
Кожна з напівкомірок зберігає шість рівнів напруги, які в поєднанні дозволяють кодувати п’ятибітне значення. Такий підхід зменшує скупчення рівнів напруги в межах однієї фізичної структури, водночас зберігаючи загальну щільність запису даних.
Дві напівкомірки працюють паралельно як єдиний логічний елемент, що за принципом дії нагадує RAID-0, у якому дані розподіляються між кількома жорсткими дисками для підвищення пропускної здатності. У цьому випадку поєднання рівнів напруги відбувається під час доступу до даних, а не шляхом розподілу інформації між окремими фізичними пристроями.
Фізична форма такої комірки має еліптичний, а не круглий вигляд, що створює простір для ізоляційної стінки між двома напівкомірками та дозволяє реалізувати окремі підключення до бітових ліній. За твердженням SK Hynix, ширші проміжки між рівнями напруги всередині кожної напівкомірки зменшують витік електронів і скорочують час програмування.
Зчитування з обох напівкомірок здійснюється одночасно, і компанія заявляє, що це забезпечує вищу швидкість читання порівняно з традиційними архітектурами PLC. Такий підхід також підвищує довговічність пам’яті, оскільки нижче напругове навантаження зменшує зношування комірок.
SK Hynix продемонструвала працездатні кремнієві пластини на конференції IEDM 2025 року, що свідчить про вихід концепції за межі суто теоретичних моделей і комп’ютерного моделювання.
Разом із тим підхід із поділеними комірками потребує додаткових етапів напівпровідникового виробництва, зокрема фізичного поділу комірок і заповнення проміжків, що підвищує собівартість і ускладнює технологічний процес.
Наразі SK Hynix оцінює можливості масового виробництва такої пам’яті, тоді як інші виробники флеш-пам’яті, зокрема Samsung, Micron, Kioxia та Sandisk, імовірно, вивчатимуть подібні концепції.
Запропонований підхід не обіцяє здешевлення твердотільних накопичувачів, а лише підвищення їх щільності, і він не скасовує ролі жорстких дисків у системах зберігання великих обсягів даних.
У разі якщо виробникам вдасться налагодити масштабне виробництво багатоточкових комірок, флеш-пам’ять рівня PLC може нарешті стати практично життєздатною без критичних недоліків, характерних для попередніх реалізацій.
