¿Qué es 3D NAND Flash?

La memoria flash NAND es la tecnología utilizada para almacenar datos en todos los productos de memoria flash, como los SSD. Muchos productos flash NAND modernos se anuncian como flash NAND 3D o V-NAND. Este tipo de memoria apila las celdas de memoria verticalmente en el chip flash, pero ¿qué significa y por qué es mejor?

Consejo: el flash 3D NAND es un concepto diferente al de MLC, TLC y QLC. 3D NAND se refiere a la estructura de apilar físicamente celdas de memoria vertical y horizontalmente. MLC, o celda de varios niveles, junto con las celdas de tres y cuatro niveles se refieren a la cantidad de bits de datos que puede almacenar una sola celda, lo que aumenta la cantidad de niveles de energía distintos.

¿Qué es el flash NAND?

La memoria flash NAND es un tipo de memoria flash basada en la puerta lógica NAND. Una puerta NAND solo es falsa si todas sus entradas son verdaderas, y NAND significa "No Y".

La memoria flash se basa en un principio relativamente simple. Hay dos cables de alimentación, una fuente y un drenaje. Entre ellos hay una puerta flotante y una puerta de control, todas colocadas sobre un sustrato de silicio. La memoria flash NAND conecta varias celdas una tras otra en serie, pero sigue el mismo principio. Para configurar la celda NAND en un 1 binario, se aplica una corriente eléctrica a la puerta flotante donde queda atrapada por el aislamiento de óxido de silicio. Para drenar la celda, se aplican más cambios, hasta que alcanza un umbral donde puede saltar al desagüe.

Una celda NAND se lee aplicando una carga eléctrica a la puerta de control. La presencia de una carga eléctrica en la puerta flotante aumenta la cantidad de voltaje que se debe aplicar a la puerta de control para que sea conductora. Si solo se necesita una pequeña cantidad de voltaje para conducir la electricidad a través de la puerta de control, el valor de memoria es 0, si se requiere más voltaje, el valor de memoria es 1.

Incrementar la capacidad de la memoria

Históricamente, la capacidad de la memoria flash se ha incrementado mediante el desarrollo de nuevas formas de reducir el tamaño de los componentes y colocarlos más juntos. Básicamente, esto le permite agrupar las celdas flash más cercanas entre sí. Desafortunadamente, existe un límite en el tamaño de estas celdas de memoria antes de que la carga eléctrica utilizada para hacerlas funcionar pueda saltar de una celda a otra y volverla inútil.

Para solucionar este problema, se ha modificado la forma del sustrato de silicio sobre el que se colocan las celdas de memoria. Transformando el sustrato en formas cilíndricas, cada una de las cuales puede tener múltiples celdas de memoria, y luego colocando estos cilindros verticalmente uno al lado del otro, el área de superficie para las celdas de memoria se puede incrementar considerablemente. Con una superficie mayor, se pueden colocar más celdas de memoria en el mismo volumen, lo que permite una capacidad de memoria considerablemente mayor para un chip flash NAND del mismo tamaño.

¿Por qué es mejor 3D NAND?

3D NAND no solo tiene una mayor densidad de memoria, sino que el método de fabricación necesario para crear la estructura es más fácil de crear que el diseño NAND tradicional. Esto significa que 3D NAND tiene mayor capacidad y menor costo.

Además, la memoria 3D NAND también es dos veces más rápida en lectura y escritura que la memoria flash NAND tradicional. También tiene hasta diez veces más longevidad y consume aproximadamente la mitad de energía.