mrchubby
Chuyên viên tin tức
Bộ nhớ flash 3D hiện là công nghệ chip mới nhất, đó thực sự là một cuộc cách mạng mà Samsung đang là công ty dẫn đầu công nghệ này với các chip nhớ flash NAND 3D trong ổ cứng thể rắn (SSD) 500GB mới nhất của mình. Hứa hẹn các ổ cứng SSD hàng terabytes sẽ được ra đời dựa trên công nghệ này. Đó là tin vui lớn nhất của công nghệ bán dẫn kể từ năm 2011.
2011 - Đó là năm mà Intel thực hiện cách mạng logic kỹ thuật số bằng việc sản xuất hàng loạt bóng bán dẫn finFET 3 chiều (3D). Nhưng đó là nguồn cội của những hiểu nhầm. Bộ nhớ flash NAND 3D của Samsung hoàn toàn khác biệt. Con chip xếp chồng 3D lại khác nữa và một số người thậm chí còn nhầm lẫn với chip xử lý đồ hoạ 3D. Tuy cùng là 3D nhưng thực sự chúng hoàn toàn khác nhau. Điểm chung duy nhất của chúng là mở ra các giải pháp để các nhà sản xuất có thể nhồi nhét thêm nhiều bóng bán dẫn vào ít không gian hơn.
Bộ nhớ flash thực sự đang rất cần được giúp đỡ trong vấn đề nghiên cứu và phát triển bởi vì giới hạn vật lý cấp nguyên tử đã cản trở việc chế tạo chúng trở nên chứa được nhiều bóng bán dẫn (transistor) hơn, nhanh hơn và rẻ hơn.
Trong khi đó, các tế bào (cell) DRAM và SRAM nhanh chóng mất đi các electron khi chúng bị mất nguồn điện cấp vào, còn tế bào flash bảo vệ dữ liệu bằng cách bẫy các electron trong một “cổng trôi” (một loại vật liệu dẫn điện) kẹp giữa 2 chất cách điện. Cuối cùng các electron bị bẫy cũng sẽ thoát ra bởi vì không không có gì là mãi mãi. Thời gian lưu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó bao gồm số electron bị bẫy và việc chúng bị xáo trộn bởi các hoạt động điện.
Việc bóng bán dẫn đang ngày càng trở nên bé hơn đã làm số electron bẫy được thấp đến mức báo động. 10 năm về trước, một tế bào bit NAND flash điển hình giữ lại được khoảng 1,000 electron trên mỗi bit. Nhưng hiện tại chúng chỉ còn giữ lại được khoảng 50 hoặc tệ hơn. Một số bộ nhớ flash lưu được nhiều bit trên một tế bào bằng cách cảm nhận các mức điện thế khác nhau. Với một tế bào đơn cấp thông thường (SLC – Single Level Cell), chỉ một mức điện áp quy định việc chuyển đổi giữa 2 giá trị 1 và 0 (1 bit). Còn chip đa cấp (MLC – Multi Level Cell) lưu 2 bit bằng cách sử dụng 4 mức điện áp. Và chip 3 cấp (TLC – Triple Level Cell) lưu 3 bit với 8 mức điện áp. Càng nhiều mức điện áp thì sẽ có càng ít electron trên mỗi mức.
Việc chỉ rò rỉ một vài electron cũng có thể làm bay hơi dữ liệu của bạn. Các hoạt động ghi/đọc lặp đi lặp lại sẽ bẫy một vài electron vĩnh viễn, khiến chúng không thể thay đổi giá trị 1 hoặc 0, điều đó khiến chúng trở nên vô dụng. Vì thế mà các ổ cứng flash dùng nhiều mức điện áp để phân chia các hoạt động. Để giải quyết các vấn đề này, NAND 3D xếp chồng các tế bào bit (bit cell) theo chiều dọc. Nó gói nhiều tế bào vào cùng một chỗ mà không nhất thiết phải làm nhỏ đi các bóng bán dẫn, làm ảnh hưởng đến việc lưu dữ liệu hay độ bền. Giải pháp này thật là tuyệt vời nhưng chi tiết sản xuất của nó rất phức tạp.
Công nghệ finFET của Intel lại giải quyết một vấn đề khác. Một bóng bán dẫn logic sẽ phải rò rỉ càng ít “electron qua cổng của nó khi chuyển giá trị” càng tốt. Nhưng khi bóng bán dẫn ngày càng trở nên nhỏ hơn, hậu quả đi kèm với đó là các cổng này càng ngắn đi, điều này tạo điều kiện cho nhiều electron thoát khỏi cổng hơn. Bằng cách chế tạo các bóng bán dẫn theo một vây dọc dựng thẳng trên bề mặt chip, Intel đã kéo dài chiều dài cổng một cách hiệu quả hơn mà không cần dùng thêm nhiều không gian ngang. Những bóng bán dẫn này không được chồng lên nhau như NAND 3D; chúng được gọi là “3D” để phân biệt với bóng bán dẫn phẳng thông thường.
Những con chip được xếp chồng lên nhau là biến thể khác của “3D”. chúng chỉ đơn giản chồng hai hoặc 3 “die silicon” (đế chip) lên bề mặt phía trên của nhau. Thông thường nhưng con chip “3D” này được thiết kế để tiết kiệm diện tích trên không gian mạch trong những hệ thống nhỏ, tiêu biểu là điện thoại di động. Còn bộ xử lý đồ hoạ 3D lại là một thứ khác nữa, nó đơn giản chỉ là một bộ vi xử lý được tối ưu hoá để chạy các phần mềm dựng hình 3D, nó không được chế tạo dựa trên bất cứ công nghệ 3D nào được nói đến ở trên.
Thật là rắc rối khi đề cập đến công nghệ gọi là chip 3D này, khi mà một số cá nhân sử dụng thuật ngữ 3D chỉ để miêu tả các công nghệ khác nhau và với mục đích chỉ để giải thích những vấn đề cũng rất khác nhau.
Nguồn: MaximumPC
Chỉnh sửa lần cuối:
(
