KioxiaのNAND研究者は、ヘプタ(7)レベルセルNANDフラッシュと呼ばれる新しいストレージアーキテクチャの動作コンセプトの実証に成功しました。
この新しいタイプのNANDは、セルあたり最大7ビットを収容でき、QLC NANDフラッシュの約2倍の記憶容量を実現します。
Kioxiaがこのストレージ・アーキテクチャを室温で安定させることができれば、消費者や企業向けのアプリケーションにおいて、回転するハードディスクの究極の後継となるかもしれません。
ヘプタレベルのNANDフラッシュを作るために、Kioxiaは、極低温冷却と組み合わせて、セル密度を高めるために新シリコンプロセス技術と呼ばれる新しい設計を使用しています。
ニューシリコンプロセステクノロジーは、現在のポリシリコン材料を単結晶シリコンに置き換え、メモリセルトランジスタ内のチャネルに使用する。
これにより、NANDフラッシュから発生する読み出しノイズの量を最大で3分の2まで低減できるらしい。
つまり、新しいシリコンプロセス技術によって、NANDフラッシュからデータを読み出す際の読み取り信号がより鮮明になり、ビットセルの容量が7に増加するほどです。
Kioxiaは、この新しいストレージ・アーキテクチャは製造コストも大幅に安くなると言っており、ヘプタ(7)レベルのフラッシュを極低温冷却で組み込んだソリューションの提案も行っています。
そうなれば、現在市場に出回っている（空冷式や受動冷却式の）SSDよりも安くなる。
もし近い将来、Kioxiaがヘプタ(7)レベルのNANDフラッシュを生産し始めたら、おそらくSSDの状況を永遠に変えることになるでしょう。
超大容量SSDがついに可能になり、SSDは現在市場にあるほとんどのハードドライブに匹敵する容量を持つようになるでしょう。
現在販売されている最高密度のNANDフラッシュは、セルあたり4ビットのQLCで、Samsung 870 QVO 8TB SATA SSDやSabrent Rocket 8TB NVMe SSDなどのドライブで使用されています。
ヘプタ(7)レベルのフラッシュを使用すれば、16TBとほぼ同じサイズのドライブが消費者向けの棚に並ぶことになるかもしれません（レイヤーの増加など、他の進歩がなければですが、これも実現しています）。
同じことが企業向けSSDにも当てはまり、主流のSASハードディスク・ドライブに匹敵する容量になる可能性があります。
しかし、スピードと帯域幅（耐久性は言うに及ばず）は、これらの将来のSSDの潜在的な問題となる可能性があります。
QLCドライブでは、SLC、MLC、TLCの同等品と比較して、読み書きの速度が大きな打撃を受けるという現象が起きています。
もし歴史が繰り返されるなら、この新しい7層ヘプタレベル・フラッシュでこの問題はさらに悪化する可能性が高いでしょう。
しかし、ハードディスク・ドライブの速度が多かれ少なかれ十分であった例では、この問題はあまり気にならないかもしれません。
事態がどのように推移するか、また、SSDメーカーがこれらの問題を回避するためにどのような解決策を考えているのかを見守る必要があります。
いずれにせよ、ヘプタ(7)レベルのフラッシュが競争力を持つには、少なくともハードディスクと同レベルの性能が必要です。
解説：
Kiioxiaの研究者がヘプタレベルのフラッシュセルの実証に成功
- SLC 1bit
- MLC 2bit +100%
- TLC 3bit +50%
- QLC 4bit +33.333%
- Hepta Level Cell 7bit +75%
上のような形でフラッシュの容量は増えてきました。
SLCからMLCは単純に容量が倍になりましたが、MLCからTLCは1.5倍にとどまり、TLCからQLCは+33.333%でした。
ここで一気に7bitになり、QLCと比較すると75%も増えることになります。
しかし、TLCからQLCは大きな速度低下と寿命の低下を引き起こしました。
今でも高性能SSDの中心はTLCであり、QLCでは最新のコントローラーをもってしても一線級の性能は出せていません。
元記事には大容量HDDを置き換えるような大容量SSDが発売されるとされています。
速度的にはHDDとあまり変わらないという前提で書かれており、ヘプタレベルセルは速度的にはあまり快適であることは期待できないようです。
なかなか活用が難しそうな技術ですね。