sábado , 19 agosto 2017
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Saiba o que é o 3D NAND, módulo que deixa o seu SSD ‘voando’

A Samsung apresentou o PM1725, um SSD voltado para o uso em data centers que impressiona em todos os aspectos: o disco tem espaço para 16 TB de dados e obtem velocidades de leitura e gravações de dados inéditas em qualquer mídia de armazenamento até hoje. Para leitura, o novo SSD da Samsung opera a 6,2 gigabytes por segundo, velocidade que chega a ser superior a de boa parte dos pentes de memória DDR3.

Os outros números do SSD também chamam a atenção. O disco sólido da Samsung registrou mais de um milhão de operações de entrada e saída por segundo (IOPS). Esse número se refere à velocidade que o dispositivo atinge na hora de admitir novas informações e liberar a saída de dados para o sistema.

Usando tecnologia 3D NAND, Samsung desenvolveu o primeiro SSD de 16 TB do mundo (Foto: Divulgação/Samsung)
Usando tecnologia 3D NAND, Samsung desenvolveu o primeiro SSD de 16 TB do mundo (Foto: Divulgação/Samsung)

Mas que tecnologia está por trás dessa performance monstro e de tanto espaço num único SSD?.

Tecnologia amadurecida

O grande ponto a ser destacado sobre a nova geração de SSDs da Samsung é o amadurecimento da tecnologia 3D NAND, usada nos módulos flash que guardam os dados no interior do SSD.

3D NAND (também designada como V-NAND) é uma arquitetura de circuitos integrados capazes de guardar dados que prevê a criação de módulos com várias camadas de chips de silício empilhadas. O empilhamento das diversas camadas dá o aspecto tridimensional usado para batizar o modelo.

É uma doutrina que se opõe ao formato tradicional, conhecido como 2D NAND (ou planar NAND) em que o chip conta com apenas uma camada de silício. Daí vem o nome 2D, ressaltando o aspecto bidimensional do chip.

O 3D NAND vem sendo apresentado por grandes fabricantes de semicondutores já há alguns anos e, agora, o que se vê é o início da popularização do modelo, com produtos para diversos perfis de consumo sendo lançados constantemente por diversas marcas.

Por que o 3D NAND é melhor?

A primeira grande razão para a nova tecnologia ser superior à anterior é o fato de que, ao empilhar várias camadas chips de silício dentro de um mesmo módulo, o fabricante eleva a densidade de armazenamento de dados no SSD.

A Samsung, por exemplo, já fabrica módulos que possuem 32 camadas em seu interior e, recentemente, a Toshiba anunciou que já domina uma técnica de manufatura que permite chips com 48 camadas.

Cada uma dessas camadas permite que uma determinada quantidade de dados seja armazenada. Cada camada é dividida em uma determinada quantidade de células, que varia de fabricante a fabricante, conforme o processo de manufatura adotado.

No caso da Samsung, cada chip 3D NAND tem 48 camadas e cada uma dessas camadas possui três células. No total, cada chip do SSD tem 85,3 bilhões de células, que unidas, criam chips capazes de guardar até 32 GB de dados.

Na comparação, um módulo 2D NAND terá apenas uma camada capaz de guardar informações. A quantidade de dados possível de se guardar nessa camada única pode ser elevada às quantidades possíveis nos chips 3D, mas os custos e desafios técnicos envolvidos tornariam a empreitada proibitiva do ponto de vista comercial.

É esse fator de multiplicação de espaço para dados que dá ao 3D NAND sua grande vantagem, já que permite que, mesmo com um número pequeno de módulos, o SSD tenha muito mais espaço do que uma versão desenvolvida a partir da arquitetura horizontal.

O vídeo abaixo, em inglês, explica os chips 3D NAND:

https://youtube.com/watch?v=21gYQcxTLe0

Outra vantagem significativa é que o uso de chips 3D reduz a demanda por espaço físico no SSD, já que uma grande quantidade de dados pode ser retida por uma pequena quantidade chips.

Há desvatagens?

Do ponto de vista técnico, nenhuma. 3D NAND é uma solução para problemas e limites físicos encontrados no amadurecimento da tecnologia planar em mais de duas décadas. É uma tecnologia que substituirá, gradativamente, os chips 2D NAND em diversas aplicações, não apenas nos SSDs.

Mas existe, ao menos nesse momento, uma desvatagem do ponto de vista do consumo. Como toda nova tecnologia de ponta a ser implementada no mercado consumidor, os SSDs com chips empilhados custam caro e a perspectiva é de que alguns anos se passem para que esses preços diminuam.

Por que o 2D NAND está com os dias contados?

Independente do tipo de chip, desde o processador do computador, ao controlador de rede 4G do seu celular, passando pelos chips que compõe um pente de memória, ou um SSD, há uma lei que determina os saltos de performance da tecnologia: quanto menor o chip, menor a quantidade de energia necessária para ele funcionar e maior a performance.

O slide da Intel mostra que, para continuar competitivo, os módulos 2D precisam ser encolhidos cada vez mais. Do outro lado, os 3D NAND não dependem tanto da miniaturização, o que significa custos de desenvolvimento e fabricação muito menores (Foto: Divulgação/Intel)
O slide da Intel mostra que, para continuar competitivo, os módulos 2D precisam ser encolhidos cada vez mais. Do outro lado, os 3D NAND não dependem tanto da miniaturização, o que significa custos de desenvolvimento e fabricação muito menores (Foto: Divulgação/Intel)

Ao longo dos anos, engenheiros vem reduzindo com enorme sucesso as dimensões desses chips. Há processos de manufatura em estudo que devem dar origem a processadores de 10 nm (nanometros), por exemplo. Os recém lançados chips Skylake da Intel são fabricados em 14 nm, por exemplo.

Mas há restrições de ordem física para até onde dá para espremer futuros chips. Cientistas dizem que não será possível fabricar nada menor do que 5 nm porque o silício, material usado na criação dos chips, não apresentará as características de um semicondutor de eletricidade, indispensáveis para que tudo funcione.

O 3D NAND, portanto, é uma forma de tentar driblar essas limitações da física. Ao criar os chips com módulos empilhados, engenheiros conseguem garantir o salto de performance necessário para manter a tecnologia em ritmo de progresso.

About AkiTech

Criador e Gerador de Conteúdo do Site KassioInFo e Agora do AkiTech. Analista de Suporte e Entusiasta de Tecnologia e Telecomunicação.

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