Les NAND Flash 128 couches de Toshiba et WD font exploser les débits

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ISSCC* 2019, Toshiba Memory ainsi que Western Digital, sont associé dans cette quête, ont annoncé aujourd'hui avoir développé une mémoire flash NAND de type TLC à 128 couches, la BiCS-5.

Côté technique, il s'agit là de puces à 128 couches avec 3 bits par cellule (TLC) et une capacité de 512Gb (64Go). Contrairement au choix logique de la QLC (4 bits / cellules), Toshiba et WD ont opté pour de la TLC. Ce choix s'explique par le rendement très faible des QLC. Pour le moment, les constructeurs peinent à dépasser les 50% de rendement (notamment la coentreprise Intel-Micron qui stagne à 48%), c'est à dire que la moitié des puces produites sont en pratique inutilisables, d'où le prix de la QLC encore relativement peu attrayant.

Avec des puces de seulement 66mm², (86 pour les 96 couches / 512Gb), la densité passe à 7.80 Gb/mm², soit une augmentation spectaculaire de 31% par rapport aux puces à 96 couches. Pour atteindre ces résultats, Toshiba-WD a mis en place une architecture type CuA (Circuitery under Array) qui place la circuiterie (amplification des détections, commutation de données, etc.) sur la couche la plus basse, sous les couches de mémoire, ce qui permettrait de gagner 15% de place par rapport à une configuration classique.

Grâce à une lecture par pages de 4Ko (contre 16Ko habituellement), la consommation des puces s'est vue encore réduite. L'une des innovations les plus intéressantes reste la structure à 4 pans alors que la BiCS-4, la génération précédente, n'en utilise que 2. De ce fait, les débits s'en retrouvent plus que doublés, culminant à 132Mo/s alors qu'ils sont limités à 57Mo/s pour une TLC 96 couches à 2 pans et 66Mo/s pour une 128 couches / 2 pans.

D'après Aaron Rakers, analyste dans l'industrie High-Tech chez Well Fargo, le rendement pour des wafers de 300mm pourraient atteindre 85%, ce qui est bien plus élevé que les 50 petits pourcents de la QLC. Concrètement, on pourrait donc retrouver des puces SSD et cartes mémoires avec des capacités et débits encore plus élevés pour des prix abordables dès 2020-2021.

*ISSCC = International Solid-State Circuits Conference