Transcend: SuperMLC-NAND »Wir können SLC-NAND komplett ersetzen«

Manuel Spaniel, Transcend

»SuperMLC ist weniger 
eine brandneue Technologie 
als vielmehr unser Statement, 
dass diese Technologie inzwischen ausgereift und bereit ist für den Massenmarkt.«
Manuel Spaniel, Transcend: »SuperMLC ist weniger eine brandneue Technologie als vielmehr unser Statement, dass diese Technologie inzwischen ausgereift und bereit ist für den Massenmarkt.«

Nach dreijährigen Tests im Feld in Projekten mit Kunden ist SuperMLC-NAND nun reif für den Massenmarkt: »Wir können SLC-NAND komplett und reibungsfrei ersetzen«, versichert Manuel Spaniel, Industrial Account Manager bei Transcend. Gravierender Vorteil von SuperMLC- im Vergleich mit SLC-NAND ist der deutlich günstigere Herstellpreis der Speicherchips.

Bekannt ist die SuperMLC-Technologie Fachleuten unter Bezeichnungen wie SLC Mode / SLC Modus, auch eMLC oder 1-Bit-MLC werden bisweilen verwendet, manche bezeichnen die NAND-Speichertechnik auch despektierlich als pSLC (PseudoSLC). Die Verwendung MLC (Multi Level Cell) ist dabei irreführend, ist doch bei SuperMLC wie bei SLC (Single Level Cell) nur 1 Bit pro Zelle enthalten und nicht deren zwei wie bei MLC oder gar drei wie bei TLC. Das bedeutet aber auch, dass bei gleichen Strukturbreiten der Speicherchips bei SuperMLC und SLC die gleiche Kapazität resultiert – oder im Vergleich mit einem entsprechenden MLC-Chip mit 2 Bit/Zelle nur die halbe Kapazität. Den Namen selbst hat sich Transcend schützen lassen, in der externe Kommunikation wird er erst seit kurzem verwendet. Speicherprodukte wie SSDs werden nicht mit dem Vermerk SuperMLC gekennzeichnet, dokumentiert ist die Bezeichnung aber im Datenblatt.

Somit ist SuperMLC also »letztlich weniger eine brandneue Technologie als vielmehr unser Statement, dass diese Technologie inzwischen ausgereift und bereit ist für den Massenmarkt«, sagt der Transcend-Manager. Dem nun anstehenden Gang in den Embedded-Massenmarkt ging eine dreijährige Testphase voraus mit »harten« Burn-in-Tests, die sich über einen ganzen Monat hinzogen. Zuletzt liefen überdies ein Jahr lang projektbezogen Tests mit großen Volumina bei ausgewählten Kunden: »Diese Kunden unterstützen uns mit gut kontrollierten Einsatzumgebungen und 100 Prozent Ausfall- und Fehlertracking.«

Parallel zu den Tests gab es auch eine evolutionäre Weiterentwicklung des Speicherchips und des Controllers, ins Rennen für den Massenmarkt wird somit die Hardware der 2. Generation geschickt. Resultat der neuen Chipentwürfe und der 2. Revision des Controllers ist eine »stark erhöhte« Zuverlässigkeit um über 20 Prozent, die Performance wurde auch leicht um 5 bis 10 Prozent gesteigert. Überdies profitiert der Kunde von einem niedrigeren Preis als noch bei der 1. Generation. Der Controller wurde in Kooperation mit einem Spezialisten entwickelt und steht in dieser Variante exklusiv Transcend zu. Er sorgt dafür, dass die einzelnen Speicherzellen beim Beschreiben mit Daten gleichmäßig genutzt werden und somit die Haltbarkeit des Speicherprodukts erhöht wird.

Die SuperMLC-NAND-Chips bezieht der taiwanische Speicherspezialist mit weltweiten Umsätzen in Höhe von zuletzt rund 1 Mrd. Dollar derzeit von zwei Tier-1-Halbleiterherstellern, ein dritter ist im Gespräch. Eingebaut werden diese Chips in SSDs (Solid State Disks), in die man bisher die teuren SLC-NAND-ICs integrierte. Fertigung des Endprodukts erfolgt bei Transcend in zwei Fabs – eine in Taiwan und eine in China –, die einen monatlichen Ausstoß von 15 Mio. Einheiten bewältigen. Zu den Produkten zählen neben NAND-Speichern wie SD-Karten und SSDs auch DRAM-Module. Teile der Endfertigung werden aus Kostengründen für preisgünstige Consumerprodukt außer Haus gegeben, andererseits fertigt Transcend auch OEM-Produkte, um die Fabs auszulasten. Momentan haben die Consumerprodukte noch einen Anteil von 60 Prozent, doch das Industrial-Segment mit zuletzt 40 Prozent legt zu.

Wie kann nun aber SuperMLC eine ernsthafte Alternative zu SLC sein, liegen doch die Schreib-/Lesezyklen je nach Qualität des Chips mit 50.000 bis 100.000 deutlich über denen von SuperMLC mit 30.000 – im Vergleich dazu kommt MLC auf gerade mal auf einen Wert von 3000. Spaniel erläutert das am Beispiel einer 32-GByte-SSD auf Basis von SLC, der er eine auf SuperMLC basierende 128-GByte-SSD von Transcend entgegenhält. Diese SSD mit vierfacher Speicherkapazität – und somit vierfacher Zahl an Speicherzellen – kostet nur die Hälfte der 32-GByte-SSD, »doch trotz geringerer Zahl an Schreib-Lesezyklen ist dank des Zusammenspiels mit dem Controller die Haltbarkeit der SSD verdoppelt«. Somit könne man den Kunden eine für die Massenproduktion taugliche Alternative für SLC-basierende SSDs zu einem deutlich günstigeren Preis anbieten.

»Wir adressieren mit unseren neuen SSDs den Embedded-Markt und nicht den Enterprise-Markt für Server in Rechenzentren«, betont Spaniel – letzterer ist klar eine Domäne von MLC-basierenden SSDs. Samsungs PM1725 etwa glänzt mit sequentiellen Lesegeschwindigkeiten von 5500 MByte/s und Schreibgeschwindigkeiten von 1800 MByte/s. Und die Speicherkapazitäten liegen teils schon über der 1-Terabyte-Grenze. Prinzipiell realisierbar seien mittelfristig solche 1-Terabyte-SSDs auf Basis von SuperMLC zwar auch, »aber es gibt hier keine Nachfrage«. Als Standard-SSDs mit SuperMLC wird es 2016 von Transcend in vier Formaktoren (2,5 Zoll, mSATA, half slim und M.2) Produkte geben. Bei 2,5 Zoll hat das Modell SSD510K Kapazitäten von 64 und 128 GByte, die Half-Slim-SSD HSD510 startet mit 8, 16 und 32 GByte. Derzeit liegt die Obergrenze bei 516 GByte, der unterste Wert bei 8 GByte. Will ein Kunde andere Kapazitätswerte, »können wir ihm binnen 4 Wochen Muster mit der Wunschkapazität bereitstellen«, versichert Spaniel.

Neben Transcend setzt auch der Schweizer Speicherspezialist Swissbit auf eine Alternative zu SLC-NAND: »Wir werden bei einigen Produkten in diesem Jahr auch pSLC-Varianten einführen«, sagt Ulrich Brandt, Leiter des DRAM-Produktgeschäfts bei der Swissbit AG. Typischerweise würden bei pSLC (PseudoSLC) Schreib-/Lesezyklen von 20.000 erreicht, »30.000 scheinen mir nach Aussagen der Flash-Hersteller etwas agressiv«. Ein Grund für Swissbits Strategiewechsel dürfte sicherlich sein, dass sie ansonsten mit den preiswerteren SSDs auf Basis von SuperMLC nicht konkurrieren könnten. Ein weiterer Grund ist, dass etwa Samsung bestimmte SLC-Chips abgekündigt hat und man somit mittelfristig eine Alternative zu SLC braucht