I början av mars chockade Samsung datalagringskonsumenter med sin lansering av en ssd-disk med hela 15 terabytes lagringskapacitet och extremt snabb läs- och skrivhastighet på 200 megabyte per sekund. Prislappen avskräcker dock de allra flesta konsumenter. Samsung riktar sig till företag med höga krav på prestanda och lagringskapacitet, men lanseringen innebär startskottet för nästa stora tekniksprång inom datalagring och konsumentversioner av den högpresterande enheten är inte långt borta.

Läs också: Seagate släpper världens snabbaste ssd med hastighet på 10GBps

Samsungs monster-ssd bygger på den nya 3D-NAND-tekniken och Samsung må vara först på marknaden med en färdig produkt, men är långt i från det enda företaget som jobbar med tekniken. Single-level cell (SLC) NAND utvecklades till Multi-level cell (MLC), men där uppstod fysiska problem som kom att få uppskalningen av MLC-chipp att stanna av. Samsung kom förbi de fysiska problemen med 3D-NAND, men konkurrenterna Intel/Micron och Toshiba kom inte långt efter och började stapla NAND-celler upp till 48 lager och producenterna tror inte det finns någon gräns för hur många lager de kan lägga till.

lagring
En ReRAM-minneskrets sedd genom ett mikroskop.


– Det viktiga är att man inte bygger på lagren med ett i taget. Vi vet hur man går från 24 lager till 36, 48 och 64 lager och så vidare. Det finns inga fysiska barriärer. Med 3D-NAND har vi förutsägbar skalning i tre till fyra generationer – något vi inte haft förut, säger Siva Sivaram, verkställande vice president över minnen på Sandisk till IDG News.

Mot 3D-NAND-skyskrapor

Hittills har Samsung, Sandisk/Toshiba och Intel/Micron lyckats skapa chipp med 48 lager, som kan lagra upp mot 32 gigabyte på ett enda chipp. Samsung är de enda som lanserat en färdig produkt, men alla andra planerar lanseringar inom kort.

Enligt Siva Sivaram planerar Sandisk redan för 3D-NAND-chipp med över 100 lager. En stor nackdel är att fabriker som kan tillverka 3D-NAND-chipp är väldigt mycket dyrare än de som producerar konventionella chipp eller mekaniska hårddiskar. En enda fabrik kan kosta upp mot 85 miljarder kronor, men Siva Sivaram hoppas att det blir billigare ju mer de skalar upp.

Ytterligare utveckling

Medan 3D-NAND-diskar sakta börjar leta sig ut på marknaden ligger ännu en flashlagringsteknik och lurar i utvecklingslabben. Intel och partnern Micron utvecklar just nu ett chip som kan förändra marknaden för flashlagring framöver: Optane. Internt går det under namnet 3D XPoint. Intel har ännu inte släppt mycket detaljer kring chippet, men de flesta experter inom datalagringsindustrin tror att det kan handla om en typ av Resistive RAM (ReRAM).

3d nand
Intel och Microns nyutvecklade 3D-NAND-flashminne kommer att rymma 3,5 terabyte data på en M.2-modul.


Teoretiskt har ReRAM kapacitet för läs- och skrivoperationer med mellan 50 och 100 gånger mindre energi än NOR-flash, vilket gör det speciellt lämpat för mobiltelefoner och wearables. ReRAM baseras på konceptet ”memory resistor” eller memristor som det brukar kallas. Tidigare kände forskare till endast tre komponenter för kretsar: resistorn, kondensatorn och induktorn. Memristorn är den fjärde komponenten och erbjuder väsentligt lägre energikonsumtion och långt bättre prestanda än tidigare tekniker.

Läs också: Bluray-skivorna gör comeback – för lagring i datacenter

Det enda företag som tillverkar ReRAM-produkter hittills är Adesto Technologies, som nyligen lanserade ett nytt CBRAM-chip för Internet of things-marknaden.

Intel, å andra sidan, planerar att lansera Optane-diskar för pc-entusiaster redan i år. De nya Optanediskarna tros kunna ha upp till tio gånger högre densitet än vanliga DRAM-minnen och är teoretiskt upp till tusen gånger snabbare än NAND-baserade ssd-diskar. Den ska inte bara vara snabbare, utan även tusen gånger mer hållbar, vilket motsvarar omkring en miljon skrivcykler.

intel optane
Optane-tekniken ger upp till 1000 gånger högre överföringshastigheter än NAND.


– Det är inte lika snabbt som DRAM, så det kommer inte ersätta det för applikationer som kräver låg fördröjning, men det har mycket högre densitet och lägre latenstider än NAND-flash, säger Russ Meyer, direktör för processintegration på Micron.

Tillsammans med Optane SSD förväntas ReRAM-tekniken även lanseras som DIMM-kort som kan sättas i moderkortets minnesplatser.

Räkna inte bort mekaniska diskar än

Redan när ssd-diskarna började lanseras till konsumenter var det många som förutspådde att det skulle innebära slutet för de mekaniska hårddiskarna, men mekaniska diskar har inte bara överlevt utan fått en mer specifik roll inom IT-infrastrukturen. Anledningen är förstås att de mekaniska diskarna fortfarande är överlägsna ssd-diskarna kostnadsmässigt. Ssd-diskarna må vara överlägsna när det gäller latens och läs/skrivhastighet, men de mekaniska diskarna lagrar helt enkelt betydligt mer data relativt billigt.

Nu när flashbaserade diskar går mot allt mer datalagringskapacitet är det lätt att tro att mekaniska diskar snart kommer förpassas till historien, men både Western Digital och Seagate, de två största leverantörerna av mekaniska hårddiskar, rustar för nästa teknikhopp och det stavas HAMR-diskar.

HAMR-diskar är nästa steg som ökar den möjliga lagringsdensiteten på diskarna. Seagate har redan demonstrerat HAMR-diskar med en densitet på 1,4 terabit per kvadrattum, vilket är 40 procent högre än de bästa diskarna i dag, men enligt Mark Re, teknikchef på Seagate, har tekniken potential att öka lagringsdensiteten upp mot 10 terabit per kvadrattum.

Läs också: Hårddisken är död – här är bevisen för att ssd tar över helt

I mer vardagliga mått motsvarar det att en 3,5-tums hårddisk på upp till 60 terabyte och en 2,5-tums laptopdisk med en enda platta får en lagringskapacitet upp till 20 terabyte.

– Vi har inte sett några andra som är före oss där. Vi har arbetat med HAMR i ungefär tio år och vi är lite mer aggressiva om när vi kommer börja lansera, säger Mark Re.

Seagates plan är att lansera diskar på 30 terabyte år 2020 och om prissättningen motsvarar dagens mekaniska diskar talar mycket för att de fortsatt kommer vara huvudvalet för att lagra data utan höga prestandakrav.