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Flash-Speicher fasst mehr als 10 Gigabyte pro Quadratzentimeter

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NAND-Flash-Die aus der 25-nm-Fertigung und mit Triple-Level-Cell-Technik

(Bild: Intel)

Anlässlich der bevorstehenden Halbleiterkonferenz ISSCC kündigt Micron einen neuen Rekord-Chip an: Der NAND-Flash-Speicher aus der 20-Nanometer-Fertigung fasst 128 Gigabit – also 16 GByte – an Daten, sein Silizium-Die belegt aber bloß 146 Quadratmillimeter Fläche. Damit beträgt die Speicherdichte knapp 11 GByte pro Quadratzentimeter. Das ist mehr als bei dem konkurrienden 19-nm-Chip von SanDisk/Toshiba mit ebenfalls 128 GBit, aber 170 Quadratmillimetern Fläche. Von Festplatten mit Perpendicular Magnetic Recording (PMR), die in der Serienfertigung bei 744 Gigabit pro Quadratzoll – also rund 14 GByte/cm2 brutto – angelangt sind, bleibt NAND-Flash-Speicher folglich noch ein Stück entfernt (Update wegen Rechenfehler).

Der neue 20-nm-Chip ist aber nicht für Solid-State Disks oder andere High-Performance-Anwendungen gedacht, denn die hohe Speicherdichte resultiert aus Triple-Level-Cell-(TLC-)Technik: Das Auslesen und vor allem das Beschreiben dauert bei diesen 3-Bit-Zellen oft deutlich länger als bei MLC-Zellen. Damit sind üblicherweise 2-Bit-Zellen gemeint, obwohl die Abkürzung für Multi-Level Cell steht.

Samsung setzt zwar TLC-NAND-Flash erfolgreich in SSDs ein, aber die Firma Micron schreibt ausdrücklich, dass ihr neues 20-nm-TLC-Flash eher auf USB-Sticks und SD-Speicherkarten zielt. Micron erwartet, dass solche Produkte rund 35 Prozent des gesamten NAND-Flash-Marktes des laufenden Jahres ausmachen werden.

MLC löst dank hoch optimierter Algorithmen in den SSD-Controllern mittlerweile die teureren SLC-Chips auch in Enterprise-SSDs ab. Das gelingt unter anderem deshalb, weil höhere Kapazität – also mehr verfügbare Bits pro SSD – und ausgefeiltes Wear-Leveling die Robustheit verbessern.

Die Serienproduktion des neuen TLC-Chips soll im zweiten Quartal 2013 anlaufen. Die ursprünglich mit Intel-Beteiligung gegründete NAND-Flash-Sparte von Micron hatte bereits 2011 25-nm-TLC-Flash vorgestellt und produziert 128-GBit-MLC-Chips mit 20-nm-Strukturen. Deren Die-Größe ist nicht genau bekannt, aber weil die neuen TLC-Bauelemente bei gleicher Kapazität "mehr als 25 Prozent" kleiner sein sollen, dürfte die "Die Size" des 128-GBit-MLC über 195 Quadratmillimeter betragen. (ciw)