Sie sind hier: HomeRubrikenHalbleiterSonstiges

Swissbits Strategie bei NAND-Flash: »Der Markt braucht SLC-NAND-Speicherprodukte«

Auch wenn Swissbit bei seinen hochkapazitiven Speicherkarten und SSDs für industrielle Anwendungen um MLC-NAND-Flash nicht herumkommt, gibt es nach wie vor ein klares Commitment zu SLC-NAND-Flash. »Der Markt braucht SLC-Produkte«, betont Ulrich Brandt, Director Marketing der Swissbit AG.

Swissbit Speicherkarten Bildquelle: © Swissbit
Swissbit setzt mit seiner »F600 Series« auf industriegerechte Zuverlässigkeit.

MLC-basierende Speicher und hier vor allem die neuen 3D-NAND-Chips würden vor allem deshalb forciert, um zum einen höhere Kapazitäten bereitstellen zu können, aber auch, »um bei dem enormen Preisdruck die Kosten pro GByte immer weiter und schneller zu senken«. So hat auch Swissbit [1] kürzlich neue Produktserien eingeführt, die auf neusten SLC- (1 Bit pro Zelle) und MLC-Flash Technologien (2 Bit pro Zelle) basieren und sowohl SD-Speicherkarten als auch SSD-Produkte in den Formfaktoren 2,5 Zoll, mSATA, SlimSATA, m.2 und CFast beinhalten. Im anspruchsvollen Industriemarkt, bei dem ein Ausfall oder das frühzeitige Lebensende eines Speicherprodukts »oft wesentlich höhere Serviceaufwendungen nach sich zieht als die eigentlichen Produktkosten betragen«, sei der Kunde deshalb gut beraten, auf Speicherprodukte mit dem teureren SLC zu setzen. Die Strategie mancher Hersteller, die Kosten durch einen Wechsel auf Pseudo-SLC-Varianten (hier wird im MLC-Mode nur 1 Bit gespeichert) zu senken, hält Brandt »in manche Anwendungen für durchaus sinnvoll«. Deshalb werde auch Swissbit Produkte mit pSLC anbieten. »Allerdings sind immer noch deutliche Unterschiede zu SLC zu finden, die die höheren Kosten von SLC rechtfertigen.«
So erlaubt SLC pro Flash-Block 100.000 Schreib-/Lesezyklen, bei MLC sind es gerade noch 3000. pSLC bzw. ein 1-Bit-MLC-Mode erreicht je nach Hersteller 20.000 bis 30.000 solcher Zyklen, »ist also im ersten Schritt 3 bis 5 Mal schlechter als SLC«. Ziehe man weiter in Betracht, dass ein aktueller MLC-Block 4 MByte und ein SLC-Block 1 MByte groß ist, dann wird beim Schreiben auf einen MLC-Flash - sei es im MLC-Mode oder pSLC-Mode - ein 4-fach größerer Flashbereich gelöscht. Dieses Verhältnis zwischen externen und internen Schreibvolumen heißt WAF und bestimmt die Lebensdauer des Speicherprodukts. »Kombiniert mit den sowieso deutlich geringeren Schreib-/Lesezyklen pro Block liegt die Lebensdauererwartung von MLC nach Berücksichtigung des WAF also bei unter 1 % und von pSLC bei ca. 5 % gegenüber SLC«, erläutert Brandt.
Die Lebensdauer (Endurance) ist aber nur ein Parameter der Flash-Technologie, »mindestens ebenso wichtig ist die Fähigkeit der Speicherzellen, die gespeicherte Information zu erhalten«, betont der Swissbit-Manager. Nach Spezifikation ist die Retention für SLC und MLC identisch: 10 Jahre bei wenig beschriebenen Zellen, ein Jahr bei Erreichen der maximal erlaubten Löschzyklen. Doch in der Realität benötigt MLC »weitaus höhere Firmware- und Fehlerkorrekturaufwendungen für dieses Ziel«. SLC hingegen erreicht die Spezifikation mit geringeren Maßnahmen, und falls die gleichen Optimierungen auf SLC angewendet werden, so erhöht sich dessen Retention gegenüber der Spezifikation. Folglich bleibt unter gleichen Bedingungen (gleicher Controller, Firmware, DRAM-Support, Datenmanagement) die Ladung bei SLC »besonders im kritischen höheren Temperaturbereich signifikant länger« erhalten.
Brandts Fazit: Letztendlich entscheide die Applikation durch das Zugriffsprofil und über die Servicekosten, ob SLC die kostengünstigere Alternative zu MLC ist oder ob der Kunde mit MLC oder pSLC die Anforderungen erfüllen kann. Swissbit werde alle drei Technologien anbieten, um die Kundenbedürfnisse zu erfüllen, hält aber »weiterhin an SLC als der besten Lösung fest und wird auch in Zukunft neue Produkte mit SLC-Technologie auf den Markt bringen«.